TiN作為第一個產(chǎn)業(yè)化的硬質(zhì)薄膜,經(jīng)歷近四十年的發(fā)展,依舊活躍在工業(yè)防護領域的方方面面。由于TiN薄膜的優(yōu)越性能,硬度高、韌性好、與基體結合強度高、低的電阻率、抗磨損、耐腐蝕,且制備工藝符合綠色制造業(yè)理念,所以TiN薄膜在功能和應用領域仍有較大范圍的提升空間。隨著社會的進步與工業(yè)的發(fā)展,人們對于薄膜的綜合性能要求越來越高,并且針對不同的使役需求開發(fā)出具有特殊性能的薄膜。而TiN由于自身缺陷,例如柱狀晶結構,以及500℃以上易氧化性,限制了其在一定范圍內(nèi)的應用。Ti/TiN多層薄膜的沉積有助于抑制TiN柱狀晶的生長,可提高單層TiN薄膜的硬度、韌性以及膜基結合力,顯著改善薄膜的力學性能和耐磨損耐腐蝕性能。本文利用多弧離子鍍設備通過改變Ti層和TiN層沉積時間,制備出不同調(diào)制比的Ti/TiN多層膜,并通過對比TiN單層薄膜,考察了不同調(diào)制比下Ti/TiN多層膜的力學性能、摩擦磨損性能以及電化學性能,結果表明:（1）制備的TiN單層薄膜柱狀晶明顯,Ti/TiN多層膜結構致密,且無明顯缺陷。Ti/TiN多層膜均含有Ti和TiN兩相,其中TiN相具有（111）面擇優(yōu)取向。多層膜的粗糙度均降低,表... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

薄膜沉積系統(tǒng)實物圖

膜的微觀形貌的差異會導致材料性能的差異，通過掃描電子顯微鏡(SEM僅能直觀觀察到薄膜表面狀態(tài)，測量出薄膜厚度，還能通過薄膜的力學性能分析、摩擦學性能的作用機理提供依據(jù)。圖iN 多層膜的表面形貌圖像，在 100 倍圖像下可以看出，薄膜在。在 1000 倍圖像下看到表面分布有顆粒熔滴，隨著 Ti/T粒數(shù)量呈降低趨勢，顆粒逐漸細化，表面致密度隨調(diào)制比增圖像中薄膜表面無明顯的孔洞等缺陷，薄膜呈現(xiàn)出較好的致 TiN 單層及 Ti/TiN 多層膜的截面形貌圖像。圖(a)為 TiN 單 典型柱狀晶結構，圖(b)、圖(c)、圖(d)和圖(e)分別為樣品 S1:7 截面圖像，多層薄膜結構致密，無貫穿膜層的大顆粒，T，且薄膜系統(tǒng)與基體結合緊密，無明顯縫隙。

iN 基薄膜截面形貌: (a) S1-TiN Single, (b) S2-1:1, (c) S3-1:3, (d) S4-1:膜物相分析 TiN 單層薄膜與 Ti/TiN 多層膜 XRD 譜。可以看出，TiN 單iN 多層膜中含有Ti 和TiN兩相。四組多層膜樣品中，Ti 相在射峰，隨著 TiN 層沉積時間的增加，Ti 相衍射峰逐漸減弱11)、(200)、(220)和(311)面出現(xiàn)明顯衍射峰，隨著 TiN 層沉強度逐漸增強，且TiN相的(111)晶面衍射強度明顯高于(200)片(87-0629)中，(111)晶面的衍射強度是(200)晶面衍射強度膜中 TiN 相出現(xiàn)(111)面擇優(yōu)取向。這是由于多弧離子鍍弧率，增大了離子的遷移能，使得濺射出的粒子向著表面能較能量，從而出現(xiàn)(111)面擇優(yōu)取向[57]。研究表明，具有(111磨性、膜基結合力、硬度等力學性能上表現(xiàn)出更優(yōu)異的特性

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3214522