机械刻划光栅多层复合铝薄膜微结构及力学性能分析

张宝庆，史国权，石广丰，宋林森

（长春理工大学 机电工程学院，长春 130022）

真空蒸发镀膜（简称蒸镀）是真空镀膜技术中的一种，是把待镀膜的基体或工件置于高真空室内，通过加热使蒸发材料汽化（或升华），以原子、分子或原子团离开熔体表面，凝聚在具有一定温度的基片或工件表面，并冷凝成薄膜的过程［1］，它可以用来制备各种特殊力学性能的铝膜。目前，铝薄膜的研究主要有两个方面：一方面研究超薄铝膜的光学特性和电性能；另一方面研究铝膜在制备多层薄膜中的作用［2］。迄今为止，还没有对厚度在微米级光栅刻划用蒸镀铝薄膜的微结构与力学性能的研究报道，而微结构决定力学性能，力学性能又直接决定光栅刻划成槽质量。原刻光栅作为复制光栅的母光栅，按刻划工具的不同可分为光刻光栅和机械刻划光栅。在制作低刻线密度光栅方面，尤其对于红外光栅、中阶梯光栅等特殊光栅，全息—离子束刻蚀技术远远不及机械刻划精度高，必须采用机械刻划的方式来制作光栅［3］。机械刻划光栅是采用金刚石刻划刀在镀有金属膜层（如铝膜）的基底上进行挤压、抛光，形成光栅槽形的过程［4，5］。由于铝膜微结构及力学特性的影响，致使刻划后光栅槽形所导致的衍射效率不理想。受真空蒸镀工艺的的影响，各批次蒸镀铝膜的微结构及力学性能又各不相同。［6］XRD技术的进步，使衍射仪测量精度越来越高，数据处理与分析能力愈来愈强，因而应用越来越广泛，不但可以进行物相鉴定、晶面的择优取向生长、结晶度与晶胞参数的测定，还可以进行晶粒尺寸、膜厚及薄膜应力分布的测定。……