谢启
,
付志强
,
岳文
,
王成彪
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.025
目的 研究N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺.方法 在不同N2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层.采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪测定涂层的相结构,利用显微硬度计测试涂层试样的硬度,利用球-盘摩擦磨损试验机考察涂层试样的摩擦磨损性能,利用能谱仪分析磨痕表面的化学组成.结果 N2流量小于61.5 mL/min时,增加N2流量对总气压和靶电压的影响很小;N2流量超过61.5 mL/min后,总气压和靶电压均随着N2流量的增加而显著增大.随着N2流量的增大,制备的TiN涂层X射线衍射谱中的TiN(111)、TiN(220)衍射峰强度不断增大,TiN(200)衍射峰强度先不变后突然减小.N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的致密性最好,硬度最高.N2流量在50~61.5 mL/min范围内,制备的TiN涂层试样的磨损率较低,最低可达7.4×10-16 m3/(N·m).当N2流量超过63 mL/min后,TiN涂层试样的磨损率显著增大.结论 N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层择优取向、硬度及摩擦磨损性能的影响较显著,N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的硬度和耐磨性最好.
关键词:
等离子体增强磁控溅射
,
TiN涂层
,
N2流量
,
迟滞回线
,
微观结构
,
摩擦磨损性能
严晟硕
,
李安锁
,
祝超越
,
叶崇晖
,
章陵
,
鲍晓晅
,
鲍明东
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.026
目的 研究Ti-N薄膜颜色和硬度及其结合强度的影响因素.方法 利用封闭磁场非平衡磁控溅射离子镀膜技术,该变溅射偏压、氮气流量等参数,分别在304不锈钢基体和载玻片基体上沉积多彩Ti-N薄膜.用努氏硬度、划痕法和球坑法分别评价Ti-N薄膜的显微硬度和结合强度等性能.结果 当偏压和溅射电流分别为60 V和2 A时,将反应气体氮气流量从3sccm逐渐增加到20sccm,Ti-N薄膜颜色依次发生从"淡黄-金黄-红黄-紫红-金黄"的循环变化趋势.薄膜的硬度随氮气流量的增加在601~700HK之间呈逐步上升的趋势.膜基结合普遍较好.当氮气流量和溅射电流分别为10sccm和2 A时,将负偏压从50 V逐渐增加到120 V,薄膜颜色从淡黄色变成金黄色,膜基结合强度较好.硬度随偏压的增加变化不明显.结论 影响Ti-N薄膜颜色的主要因素为氮气流量,偏压也可以轻微地改变薄膜颜色,但对薄膜性能影响并不明显.
关键词:
磁控溅射
,
Ti-N薄膜
,
氮气流量
,
溅射电流
,
偏压
,
薄膜颜色
