Abstract
本研究採以兩種具高性能之氮化鉻鋁與氮化矽，以反應性磁控濺鍍系統沈積調變各層不同厚度的奈米多層氮化鉻鋁/氮化矽薄膜。實驗的結果顯示，多層膜中氮化矽層的厚度會影響氮化矽層的晶體結構以及多層膜的硬度。當氮化鉻鋁層厚度為4.0 nm、氮化矽層厚度為0.4 nm時，奈米多層膜中的氮化矽轉變成介穩態與氮化鉻鋁所形成的契合界面產生硬度提升高達33 GPa。隨著氮化矽層厚度的增加至0.7 nm，氮化矽層轉變成非晶結構並阻斷了多層膜的契合生長，使得多層膜的硬度迅速降低。實驗的結果也顯示，多層膜中氮化矽層的厚度控制氮化矽層的晶體結構從而改變多層膜的微結構並影響其抗腐蝕性質。當氮化矽為結晶態時會與氮化鉻鋁契合生長，晶粒穿過若干個週期厚度連續成長並形成柱狀晶結構。反之，當氮化矽為非晶態時會阻斷柱狀晶的成長，形成非常緻密的結構，同時，也阻擋了腐蝕性離子藉由晶界擴散至基材發生腐蝕的通道，進而提升抗腐蝕的效果。另外，本研究也藉由控制各層厚度達到控制成分，並控制氮化矽層的厚度控制多層膜微結構，從而設計兩組具有相同成分卻不同微結構的多層膜，排除成分的影響之後，實驗結果得知，使微結構緻密化的確對於抗腐蝕效果有明顯的提升。