摘要：研究了亚稳相立方A1N(c-A1N)在A1N／VN纳米多层膜中的形成条件以及c-A1N对纳米多层膜力学性能的影响。一系列不同调制周期的A1N／VN多层膜采用反应磁控溅射法制备，多层膜的微结构采用小角度X射线衍射和高分辨电子显微镜表征，利用微力学探针测量了多层膜的力学性能。结果表明：亚稳的c-A1N因VN的“模板”作用生成于小调制周期的纳米多层膜中，并与VN形成共格外延生长的超晶格柱状晶，从而使多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应。随调制周期的增大，c-A1N转变为稳定的六方结构(h-A1N)，使多层膜形成纳米晶的“砖墙”型结构。此时多层膜的硬度和弹性模量与混合法则所得值相当。A1N／VN纳米多层膜在小调制周期下产生的超硬效应与c-A1N形成带来的性质变化以及c-A1N与VN形成共格结构所产生的界面交变应变场有关。

关键词：亚稳相 立方氮化铝 超硬效应 

单位：上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，上海200030