物理氣相沉積DLC和TiN系列超硬膜的研究.pdf

1、本文首先對(duì)類金剛石膜和TiN系列超硬膜兩種多功能涂層的性能,制備及檢測(cè)手段進(jìn)行了綜合性的描述.在此基礎(chǔ)上,采用直流磁控濺射在多晶硅表面沉積了類金剛石的C膜,通過改變沉積基體的溫度,濺射功率,沉積氣壓等實(shí)驗(yàn)參數(shù),使得到的C膜呈現(xiàn)出不同的表面形貌;采用多弧離子鍍,通過改變沉積的氣氛,不同靶材之間的轉(zhuǎn)換的方法,在不銹鋼表面分別沉積了TiN/TiAlN/TiN,TiN/TiAlN,TiN/TiNC三種多層膜.利用原子力顯微鏡(AFM),X射線衍

2、射儀(XRD)掃描電鏡(SEM),顯微硬度測(cè)量?jī)x以及拉伸試驗(yàn)對(duì)膜的組織、結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行了性能檢測(cè)分析,得到以下結(jié)果:1.工藝參數(shù)對(duì)直流磁控濺射沉積DLC的表面形貌有明顯影響.(1)基體溫度越高,DLC膜的表面粗糙度越大,原因是溫度的升高增加了C原子表面擴(kuò)散的能力,表面擴(kuò)散趨向于生成含高sp<'2>鍵結(jié)構(gòu)更接近熱力學(xué)更加穩(wěn)定的石墨結(jié)構(gòu).石墨結(jié)構(gòu)越多,表面越粗糙;(2)濺射功率升高,表面粗糙度降低,原因是當(dāng)植入離子的能量大于原子的剝離能時(shí),

3、使進(jìn)入亞表面的C原子增多,表面擴(kuò)散不易進(jìn)行,能量被耗散在內(nèi)部相對(duì)大的體積內(nèi),同時(shí)增加了濺射消移的效果,表面光滑,反之,如果植入的能量達(dá)不到一定數(shù)值,將主要進(jìn)行表面擴(kuò)散,粗糙度增加:(3)沉積氣壓升高,表面粗糙度增加,這與沉積氣壓升高增加了入射粒子的碰撞,從而降低了粒子的入射能量有關(guān).2.TiN/TiAlN/TiN,TiN/TiAlN,TiN/TiNC三種多層膜體系都形成了強(qiáng)烈的(111)面織構(gòu).TiN/TiAlN/TiN有最高的硬度,T