硼硅玻璃表面磁控濺射TiAlN-SiN復合膜的結構及高溫氧化性能.pdf

1、憑借豐富的色彩和低廉的價格，硼硅玻璃表面沉積薄膜部分代替微晶玻璃這一理念有望在家電領域實現(xiàn)。利用工業(yè)化連續(xù)腔室磁控濺射設備，采用 Ti和Al原子比為1：1的大型平面合金靶材和柱狀純硅靶，在氮氣和氬氣氣氛下，通過調控工藝參數(shù)在硼硅玻璃表面沉積出黑色的TiAlN，而后傳送至后續(xù)腔室在TiAlN薄膜表面進行透明SiN保護層的沉積，用以保證TiAlN層在高溫氧化的情況下保持黑色不變。
　　利用掃描電鏡、X射線衍射儀、X射線光電子能譜儀、透

2、射電鏡、納米壓痕儀等手段進行分析。結果顯示，TiAlN/SiN復合膜中，內部柱狀晶結構的TiAlN層厚度約為300 nm，外部非晶結構的SiN厚度110 nm至260 nm不等，厚度隨沉積時間非線性增加。TiAlN及SiN薄膜結構致密，TiAlN層主要沿(111)晶向生長，同時含有(220)、(222)、(200)相。高溫氧化后TiAlN(111)相減弱，表面有孔隙生成，氧化溫度在700°C，薄膜表面有Al2O3和TiO2生成。硼硅玻璃

3、表面沉積TiAlN/SiN復合膜在600°C高溫氧化后保持黑色不變，當氧化溫度達到700°C的時候，薄膜顏色開始發(fā)生變化，表面有SiO2及Si系氧化物生成，TiAlN(111)相減弱不明顯。從截面可觀察TiAlN/SiN復合膜表面有氧化層，厚度約為5至10納米，與SiN均為非晶結構。氧化至900°C薄膜內部TiAlN(111)相逐漸消失TiAlN(220)相減弱明顯，隨著柱狀晶結構的消失及復合膜中Al2O3的生成，薄膜失效。外部SiN層