容易形成，离子注入方法还是优选形成，这里形成的NaC1型面心立方CrC和不久发现的六方 碳化钴2就是这种情况的例子。 俄歇谱测量结果如图2,272eV处C的KLL峰形说明了过渡金属碳化物的形成：8,9，这 里的过渡金属只有C,因此形成了铬碳化物，碳的KLL峰形还说明有部分非晶态碳存任。 也就是说，不是所有的碳参加形成了碳化物。 为了检查这一碳化相的热稳定性，在电镜 中用原位加热方法观察它随温度的变化，当温 度升到250℃左右时，图1的Cr的碳化相衍射环 消退，面代之于图3所示的复杂结构，很难进 行准确的测量分析，既有复杂结构碳化铬的环 也有碳氧化铬的环等等。俄歇谱上503eV处的 峰是氧，说明膜上有少量氧，碳化铬的容易氧 化也可能是它不稳定性的原因之一。同样的实 验对T1和V的碳化物进行，在电镜台最高允许 的温度(800℃)内，没有任何变化。经查阅有关 图3加热到250℃后Cr膜上电子们射环的变化 Fig.3 The change of electron diffra- 文献，表明TiC熔点为3250℃，VC为2830℃。 ction pattern on Cr thin films 它们都是高熔点碳化物，离子注入的熔化区内 after about250℃， 平均温度可以达到3500℃左右，因此实际上CC的熔点可能不止250℃，电镜台中真空残余 氧和膜上本身氧的存在，使容易受热氧化的CC不稳定而分解，而TiC和VC的不容易氧化性使 得它们与CrC不同，它们容易通过热处理方法获得，而CC很难用热处理方法获得。 用Miedemai形成热r1a-1)的计算方法对TiC,VC和CrC的形成热进行计算，结果表明， TiC为-75.2kJ/mol,VC为-50.2kJ/mol,CrC为-29.26kJ/mol。负的形成热表明形成 时能量降低，是放热的，可以稳定的，绝对值越大，表明结合力越强，越稳定。因此TC最容 易实现，VC次之，CC相比之下要差些，这些符合实验熔点数据，和形成情况。 3结 论 用离子注人方法形成了NaC1型面心立方CrC。晶格常数为a=0.403nm。电镜台上原位加 热实验，表明在250℃左右，这一相消失，因此它是亚稳相。我们认为，氧化可能是这一相 不稳定的原因之一。俄歇谱和Miedema形成热计算都肯定了这一相的存在。同Ti和V的类似 实验结果进行了比较研究。 致谢：本文是王坚博士论文工作的一部分，作者遮谢吴杏芳老师，和钢研总院林清英老师，以及北京机械门动化研 究所吴玉珍、林美娟两位老师的实验指导。程祥宇，杨楠两位同学参加了实验工作。 参考文献 1 Picraux S T and Choyke W J,Metastable Materials Formation by lon Implanlation,Elsevier Science Publishing Co.Inc.New York:1982 2王坚，吴杏芳，蔡军，柳百新，方正知，金属学报，1991,27A:386 3 Biersack J P and Lillmark U.The Slopping and Range of lons in Solids, 481容易形成 , 离子注 入 方法还 是优选形 成 , 这里 形成的 N a CI 型 面 心立 方C : C和不久 发 现的六方 碳化钻 〔 “ 〕 就是这种情况 的例子 。 俄歇 谱测量结果 如图 2 , 2 7 2 e V 处 C的 K L L 峰 形说 明 了过 渡金属 碳 化物 的形 成 〔 “ ’ g 〕 , 这 里的过 渡金属只有 C r , 因此形成了铬 碳化物 , 碳 的K L L 峰形还 说 明有部分非晶态 碳 存 在 。 也 就是说 , 不是所有的碳参加 形成 了碳 化物 。 为 了检查 这一碳 化相的热 稳定性 , 在 电镜 中用原位加 热方法观 察它 随温 度的变化 , 当 温 度 升到 25 0 ℃ 左 右时 。 , 图 1的 C r 的碳 化相 衍射环 消退 , 而 代之 于图 3 所示的复杂 结 构 , 很难 进 行准确的测 量分析 , 既 有复杂结 构碳 化铬的环 也 有碳 氧化铬 的环 等等 。 俄 歇 谱上 s o 3 e V 处 的 峰是氧 , 说 明膜上有少 量氧 , 碳化铬 的容易氧 化 也可 能是它不 稳定 性 的原因之 一 。 同样的 实 验 对 iT 和 V 的碳 化物进行 , 在 电镜台最 高允许 的温度 ( 8 0 0 ℃ ) 内 , 没 有任何变化 。 经 查阅有关 文献 , 表 明 T IC 熔 点为 3 2 5 0 ℃ , V C 为2 8 3 0 ℃ 。 它 们都是高熔点碳化 物 , 离子 注 人的熔化区 内 图3 加热到 2 5。℃ 后 C r 膜上 电子 衍射环的变 化 F 19 . 3 T h e e h a n g e o f e l e e t r o n d i f f r a - c t i o n P a t t e r n o n C r t h i n f i l m s a f t e r a b o u t 2 5 0℃ . 平均温度可以达到 3 5 0 ℃ 左 右 , 因此实际 上 C r C的 熔点 可 能不 止2 50 ℃ , 电 镜台中真空 残 余 氧和膜 上本身氧的 存在 , 使 容易受 热氧化的 C r C不稳定而分解 , 而 IT C 和 V C 的不 容易氧化性使 得 它们 与C r C不 同 , 它 们容 易通过 热 处理 方法获得 , 而 C r C 很 难用热 处理 方法获得 。 用 M i e d e m a 形成 热 〔 ` 。 一 ’ ` 〕的 计算方法 对 IT C , V C 和 C r C 的形 成热进行计算 , 结果表 明 , T s e 为 一 7 5 . 2 k J /m o l , v C 为 一 s o . Z k J / m o l , C r C 为 一 2 9 . 2 6 k J / m o l 。 负的形 成 热 表 明形 成 时能 量降低 , 是放 热的 , 可以稳定的 , 绝对值越大 , 表明结 合力越 强 , 越 稳定 。 因 此 IT C 最容 易实现 , V C次 之 , C r C 相 比之下 要差 些 , 这些 符合实验熔点数 据 , 和 形成情况 。 3 结 论 用离子注 入方法形 成 了N a CI 型 面心 立方 C r C 。 晶格 常数为 “ 二 o . 4 0 l3 m 。 电 镜台上原位加 热实验 , 表明在 2 50 ℃ 左右 , 这一相 消失 , 因 此它 是亚稳相 。 我们 认 为 , 氧化可 能是 这 一 相 不稳定的原因之 一 。 俄 歇 谱和 M i e d e m a 形 成 热计算都肯定 了这一 相 的存在 。 同 iT 和 V 的类 似 实验结 果进 行 了比较研究 。 致 谢 : 本文是王 坚 博士论 文工作的一 部分 , 作者感谢吴 杏芳 老师 , 和钢研 总院林 清英老师 , 以 及北 京机械 自动化 研 究所吴玉 珍 、 林美娟两位老 师的 实验指导 。 程祥 宇 , 杨 楠两位同 学参加 了实 验工 作 。 参 考 文 献 1 P i e r a u x S T a n d C h o y k e W J . M e t a s t a b l e M a t e r i a 1 s F o r m a t i o n b y l o n I m p l a n l a t i o n , E l s e v i e r S e i e n e e P u b l i s h i n g C o . I n e . N e w Y o r k : 1 9 8 2 2 王 坚 , 吴 杏芳 , 蔡 军 , 柳百新 , 方正 知 . 金属 学报 , 1 9 9 1 , 27 A : 3 86 3 B i e r s a e k J P a n d L i l l m a r k U , T h e s l o p p i n g a n d R a n g e o f l o n , i 一i s o l i d s , 4 8 了