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非平衡磁控溅射沉积Ti-N薄膜色彩和性能调控研究

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

偏压对高速钢表面AlTiN涂层结构与性能的影响

牛瑞丽 , 李金龙 , 刘栓 , 王永欣 , 史文 , 陈建敏

中国有色金属学报

为了改善高速钢上AlTiN 涂层的组织和力学性能,研究不同偏压下制备的多弧离子镀AlTiN薄膜对高速钢表面的力学性能、切削液环境下的摩擦学行为、弱碱环境下的电化学腐蚀性能的影响。采用SEM和XRD研究不同偏压下薄膜的表面及截面形貌和相组成变化,采用纳米压痕仪测试AlTiN 涂层硬度,利用往复式摩擦试验机研究干摩擦和切削液两种摩擦环境下的涂层的摩擦学性能。采用电化学工作站测试系统对比研究涂层的耐蚀性能。结果表明:涂层的硬度和耐磨性随着偏压的增加而明显增大;当偏压为80 V时,AlTiN涂层结构致密,在干摩擦及切削液环境下都具有较好摩擦学性能;当偏压为20 V时,AlTiN涂层在弱碱环境下具有良好的耐腐蚀性能。

关键词: AlTiN涂层 , 偏压 , 摩擦性能 , 耐腐蚀性能

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