TiN基薄膜具有高硬度,優(yōu)良的耐磨性和耐蝕性,被廣泛的應(yīng)用于切削刀具、模具及耐磨機(jī)械零件的表面防護(hù)領(lǐng)域。磁控濺射是制備TiN基薄膜的常用技術(shù),但其存在離子化率低、薄膜致密性差、膜基結(jié)合力低等問題。等離子體增強(qiáng)磁控濺射技術(shù)（PEMS）可以顯著的增強(qiáng)薄膜沉積過程中基體附近粒子的離化率,增強(qiáng)薄膜沉積過程中的離子轟擊強(qiáng)度,改善薄膜的致密性、內(nèi)應(yīng)力和力學(xué)性能。本文采用PEMS技術(shù),在不同基體偏流條件下制備TiN薄膜,研究了基體偏流對(duì)等離子體增強(qiáng)磁控濺射TiN薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響,并進(jìn)一步研究了V含量對(duì)等離子體增強(qiáng)磁控濺射TiVN薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):（1）隨著基體偏流的增加,TiN薄膜的沉積速率先顯著降低后基本不變,薄膜由疏松的柱狀晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅艿闹鶢罹ЫY(jié)構(gòu),薄膜表面粗糙度先減小后增大;基體偏流為3.0 A時(shí)制備的TiN薄膜致密性最好,表面粗糙度最低。在整個(gè)基體偏流范圍內(nèi)制備的TiN薄膜均保持TiN（111）擇優(yōu)取向,當(dāng)基體偏流由0.1 A增加到1.5 A時(shí),薄膜的晶粒尺寸顯著降低;但隨著基體偏流的繼續(xù)增加,晶粒尺寸略有增大。隨著基體偏流從0.1 A增加到1.5 A,TiN薄膜的硬度... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Ti-V二元合金相圖（N.Saunders，1998）

Magnéli 相，具有自潤(rùn)滑性，能夠有效的降低摩擦系數(shù)，改善薄膜的減摩抗磨性能（許俊華，2013）。而薄膜中的 V 含量和薄膜制備工藝對(duì) TiVN 薄膜性能有著很大的影響。Ti-V 二元合金相圖如圖 1-1 所示，由于金屬 Ti 與金屬 V 晶胞結(jié)構(gòu)相同，原子半徑相近，分別為 1.45 和 1.35 ，可在較寬的元素含量變化范圍內(nèi)形成連續(xù)固溶體。圖 1-2 為 1000℃，PN2=8.106bar 條件下，Ti-V-N 三元合金相圖，由圖可知，當(dāng) N 含量大于 50at.%，幾乎在整個(gè) V 含量變化范圍內(nèi)均可形成B1-NaCl 結(jié)構(gòu)的 Ti1-xVxN 固溶體。

1-3 電弧離子鍍裝置示意圖（N. Ichimiya，2005hematic diagram of arc ion plating equipment (N. Ich TiN 薄膜過程中，陰極靶材為純 Ti（99.9混合氣體。在低壓下，電弧放電，產(chǎn)生高溫相互反應(yīng)，在基體上沉積 TiN 薄膜。電弧離：一是采用 TiV 合金靶，同時(shí)蒸發(fā) Ti 原子，氣體選用 N2或 N2與 Ar 的混合氣體，通現(xiàn)薄膜中的 Ti 元素和 V 元素含量控制（N.I純 Ti 靶和 V 靶，分別蒸發(fā) Ti 原子和 V 原，通過調(diào)整各靶濺射功率控制各靶蒸發(fā)的原量（J.H.Ouyang，2007）。電弧離子鍍技術(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]TiCN、TiVN薄膜的微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及摩擦磨損性能的研究[D]. 唐美.江蘇科技大學(xué) 2017
[2]化學(xué)氣相沉積氮化釩涂層的基礎(chǔ)研究[D]. 李輝.華東交通大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3440421