CrN涂層在機(jī)械工業(yè)具有廣泛應(yīng)用,但傳統(tǒng)磁控濺射技術(shù)制備CrN涂層存在離化率低、硬度低等缺點(diǎn)。等離子增強(qiáng)磁控濺射技術(shù)（PEMS）顯著提高了等離子體密度的問(wèn)題,可制備致密性好、硬度高及耐磨性好的CrN涂層,但工藝參數(shù)對(duì)PEMS制備CrN涂層結(jié)構(gòu)及性能影響的研究還有待深入,本文研究了不同偏流及N₂流量對(duì)等離子增強(qiáng)磁控濺射技術(shù)制備CrN涂層結(jié)構(gòu)及性能的影響。結(jié)果表明:1)隨著偏流的升高,CrN涂層更加致密且柱狀晶更細(xì)。涂層相從Cr經(jīng)過(guò)Cr₂N向CrN轉(zhuǎn)變;沉積速率先降低后基本不變;低偏流下的結(jié)合力高于高偏流下結(jié)合力;硬度（H）、等效楊氏模量（E*）、H/E及H³/E*²隨偏流升高而升高,在3.0 A時(shí)達(dá)到最大值,在3.0 A后變化不大;摩擦系數(shù)先升高后降低,1.5 A時(shí)取得最大值6.10 nm且涂層磨損率先降低后基本不變;但在6.0 A時(shí)摩擦系數(shù)最大值接近,偏流4.5 A時(shí)磨損率低、硬度及彈性模量接近最大值,獲得最優(yōu)的綜合性能。2)隨著N₂流量的升高,涂層從Cr相逐步過(guò)渡至CrN相;... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)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(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

陰極電弧離子鍍裝置示意圖(田飛，2009)

殆盡的電子會(huì)在電場(chǎng) E 的作用下飛向接地的真空室壁而被中多種分類(lèi)方式：分布，磁控濺射可分為平衡磁場(chǎng)磁控濺射和非平和磁場(chǎng)磁控濺 1-3（王明磊，2016）。兩者區(qū)別在于靶材后磁場(chǎng)布置從而使同。平衡磁場(chǎng)的區(qū)域控制在靶材附近 50 mm-60 mm 左右，等靶材表面；非平衡磁控濺射磁場(chǎng)控制區(qū)域能延伸至整個(gè)真空室區(qū)域延伸至基體處，這樣不僅提高了氣體離化率而且處在等離粒子轟擊有助于形成致密均勻及結(jié)合力高的涂層。磁控濺射的缺點(diǎn)：等離子體密度較低，在較低的反應(yīng)氣體的流靶中毒”；等離子產(chǎn)生源只有靶材，在離子清洗的同時(shí)不得不工件表面清洗不干凈。為了解決傳統(tǒng)磁控濺射（CMS）離化了等離子增強(qiáng)磁控濺射技術(shù)（PEMS）。

圖 1-3 平衡和非非平衡磁場(chǎng)磁控濺射其原理圖(王明磊，2016)Figure 1-3 Schematic diagram of balanced and non-flat magnetic field magnetron sputtering(Minglei Wang,2016)1.4 PEMS 的原理及特點(diǎn).4.1 PEMS 原理等離子增強(qiáng)磁控濺射（PEMS）是在傳統(tǒng)的磁控濺射設(shè)備中加上一個(gè)電子源如加熱的鎢絲或者空心陰極管作為電子發(fā)射源的技術(shù)，本文采用了簡(jiǎn)單的絲。在鎢燈絲（加直流負(fù)偏壓~100 V）和真空壁（接地）之間施加直流放電(DC Discharge Power Supply)。同時(shí)，在鎢絲上加載使鎢燈絲產(chǎn)生熱電子的壓大電流的交流電的加熱電源(電壓 20~30 V，電流 10A~24A)。產(chǎn)生的熱電直流放電電壓的作用下向真空壁飛去，并于與真空室內(nèi)的中性氣體(Ar，N2


本文編號(hào)：3066029