调制比对TiN/Ti多层膜结构和力学性能的影响

材料与冶金学报, 2014, 13(4): 276-311.

调制比对TiN/Ti多层膜结构和力学性能的影响

肖娜 ^1, , 杜菲菲 ^2, , 杨波 ^3,

1.东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室,沈阳,110819

2.东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳,110819

3.东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳,110819

基金项目: 教育部科学技术研究重大项目(313014) 中央高校基本科研业务费(N120309001)

关键词：反应磁控溅射 , TiN/Ti , 调制比 , 结合力

Effect of modulation ratio on structure and mechanical properties of TiN/Ti multilayer films

Keywords： reactive magnetron sputtering , TiN/Ti , modulation ratio , adhesion

采用反应磁控溅射的方法在Ti6Al4V基板上沉积(TiN/Ti)n多层膜,交替沉积Ti层和TiN层,以通入/关闭氮气实现对TiN含量的控制.共溅射10层,每层TiN膜和Ti膜的厚度之和即调制周期不变,二者之间的厚度比即调制比分别为1:9、1:5、1:3和1:2.利用XRD、SEM分别研究了薄膜的微观结构和表面形貌,利用显微硬度仪和划痕仪测量了薄膜的硬度和膜基结合力.研究结果表明:随着调制比的增大,TiN(200)逐渐消失,出现Ti2N等新相;硬度、结合力有明显增大的趋势,与单层膜相比,多层膜的硬度和结合力最多分别增加250 HV和22 N.

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