磁控濺射TiN基涂層制備與性能研究.pdf

1、TiN涂層具有高硬度，良好的耐磨耐蝕性，低的電阻率和熱穩(wěn)定性以及獨(dú)特的金黃色，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如刀具涂層，建筑行業(yè)的裝飾，電子行業(yè)的集成電路等。以往對(duì)TiN涂層的研究主要是集中在具體某個(gè)領(lǐng)域?qū)ν繉拥哪稠?xiàng)性能的研究，較少對(duì)TiN涂層微觀結(jié)構(gòu)和各種性能之間的關(guān)系進(jìn)行綜合研究和探索。因此，本文主要集中于在各個(gè)工藝因素條件下對(duì)TiN涂層的微觀結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)取向、力學(xué)性能之間的規(guī)律性進(jìn)行研究，對(duì)制備性能優(yōu)異的TiN涂層具有指導(dǎo)意義。并對(duì)TiN涂

2、層進(jìn)行金屬摻雜，研究合金化對(duì)TiN涂層性能的影響。對(duì)TiAlN涂層進(jìn)行熱處理，觀察熱處理前后涂層的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化，研究熱處理對(duì)涂層性能的影響。
　　在本實(shí)驗(yàn)中采用直流反應(yīng)磁控濺射方法制備TiN涂層，并分別對(duì)氮?dú)饬髁?、沉積時(shí)間、基體偏壓和基體溫度等工藝參數(shù)控制，研究各個(gè)工藝參數(shù)控制條件下TiN涂層的微觀形貌、生長(zhǎng)取向和力學(xué)性能的變化；對(duì)TiN涂層摻入Al進(jìn)行合金化，研究在不同Al含量下涂層的微觀形貌和力學(xué)性能。對(duì)TiAlN

3、涂層進(jìn)行高溫退火熱處理，研究熱處理前后涂層各項(xiàng)性能的變化。
　　對(duì)磁控濺射制備TiN涂層的研究發(fā)現(xiàn)，氮?dú)饬髁?、沉積時(shí)間、基體偏壓和基體溫度對(duì)TiN涂層的結(jié)構(gòu)和性能有顯著影響。對(duì)TiAlN涂層研究發(fā)現(xiàn)，Al的加入，導(dǎo)致TiN涂層的（111）面取向減弱，轉(zhuǎn)向（200）晶面擇優(yōu)取向。Al加入后形成的TiAlN涂層綜合性能好于TiN涂層。對(duì)TiAlN涂層進(jìn)行高溫退火熱處理發(fā)現(xiàn)，TiAlN涂層具有較高的熱穩(wěn)定性。經(jīng)熱處理后涂層的硬度有所下降