發(fā)布時間：2017-04-03 22:16

  本文關鍵詞：等離子體增強平衡磁控濺射制備氮化鈦涂層的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文采用等離子體增強平衡磁控濺射技術制備氮化鋁和氮化鈦涂層。制備氮化鋁涂層實驗中,調節(jié)氮氣分壓,監(jiān)測靶電壓的變化,通過繪制氮氣分壓——靶電壓曲線來分析“靶中毒”現(xiàn)象。并對涂層的成分、電阻率進行檢測和分析,探究產(chǎn)生“靶中毒”現(xiàn)象的機理。制備氮化鈦涂層實驗中,利用表面輪廓儀、SEM、EDS、XRD、顯微維氏硬度儀、摩擦磨損試驗儀、劃痕儀等設備對氮化鈦涂層的厚度、表面形貌、化學成分、物相結構、顯微硬度、耐磨性能、涂層與基體結合強度等進行檢測和分析,探討等離子體增強作用對平衡磁控濺射技術制備氮化鈦涂層的影響;以及在等離子體增強作用下,探討單位靶電流對應的氮氣流量值變化對氮化鈦涂層結構和性能的影響。具有NaCl型面心立方晶體結構的氮化鈦涂層,生長取向與其表面能和應變能的大小有關。當涂層厚度較小時,表面能控制氮化鈦涂層沿{100}擇優(yōu)取向生長;當涂層厚度較大時,應變能占主導因素,控制氮化鈦涂層沿{111}擇優(yōu)取向生長。在等離子體增強作用較小時,涂層具有明顯的{111}擇優(yōu)取向;隨著等離子體增強作用的增大,Ar+對基體的轟擊作用增強,涂層內部應變增大,顯微形貌由三角錐結構轉變?yōu)榍驙罱Y構,{111}擇優(yōu)取向不明顯。單位靶電流對應的氮氣流量值增加,靶表面氮氣分壓增大,N2+濃度增加。靶表面容易沉積一層氮化物,致使靶材濺射出的沉積粒子能量降低,在涂層表面的遷移能減小,涂層的顯微形貌易呈現(xiàn)三角錐結構,且其致密度下降,硬度減小,摩擦系數(shù)增大。
【關鍵詞】：氮化鈦涂層 等離子體增強 顯微結構 應變能
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 真空濺射鍍膜10-13
• 1.2.1 濺射鍍膜原理10-11
• 1.2.2 濺射技術概述11-12
• 1.2.3 磁控濺射技術12-13
• 1.3 氮化鋁涂層介紹13-15
• 1.3.1 氮化鋁涂層的結構13-14
• 1.3.2 氮化鋁涂層的性能和應用14-15
• 1.4 氮化鈦涂層介紹15-17
• 1.4.1 氮化鈦涂層的結構和性能15-16
• 1.4.2 工藝參數(shù)對氮化鈦涂層的影響16-17
• 1.4.3 氮化鈦涂層的應用17
• 1.5 本課題的研究意義和內容17-19
• 1.5.1 本課題的研究意義17-18
• 1.5.2 本課題的研究內容18-19
• 2. 實驗方案19-29
• 2.1 實驗研究路線19-20
• 2.2 實驗設備20-21
• 2.3 實驗材料21-23
• 2.3.1 氮化鋁涂層的制備21
• 2.3.2 氮化鈦涂層的制備21-23
• 2.4 涂層的制備工藝流程23
• 2.5 涂層微觀分析23-25
• 2.5.1 XRD23-24
• 2.5.2 SEM24-25
• 2.6 涂層性能分析25-29
• 2.6.1 涂層厚度的測量25-26
• 2.6.2 顯微硬度的測試26
• 2.6.3 耐磨性能的測試26-27
• 2.6.4 結合強度的測試27
• 2.6.5 電阻率的測量27-29
• 3. 氮化鋁涂層制備實驗29-37
• 3.1 實驗材料和工藝參數(shù)29-30
• 3.2 結果分析與討論30-34
• 3.2.1 氮氣分壓對靶材電壓的影響31-32
• 3.2.2 氮氣分壓對沉積速率的影響32-33
• 3.2.3 氮氣分壓對化學成分的影響33-34
• 3.2.4 氮氣分壓對電阻率的影響34
• 3.3 分析討論34-36
• 3.4 本章小結36-37
• 4. 等離子體增強作用對氮化鈦涂層的影響37-48
• 4.1 等離子體增強平衡磁控濺射技術37
• 4.2 實驗方案37-38
• 4.3 實驗結果38-45
• 4.3.1 氮化鈦涂層的沉積速率38-40
• 4.3.2 氮化鈦涂層的顯微形貌40-42
• 4.3.3 氮化鈦涂層的化學成分42-43
• 4.3.4 氮化鈦涂層的物相組成43-44
• 4.3.5 氮化鈦涂層的顯微硬度44-45
• 4.4 分析討論45-46
• 4.5 本章小結46-48
• 5. 氮氣流量對氮化鈦涂層的影響48-61
• 5.1 實驗方案48-49
• 5.2 實驗結果49-59
• 5.2.1 氮化鈦涂層的沉積速率49-50
• 5.2.2 氮化鈦涂層的顯微形貌50-52
• 5.2.3 氮化鈦涂層的化學成分52-53
• 5.2.4 氮化鈦涂層的物相組成53-55
• 5.2.5 氮化鈦涂層的顯微硬度55
• 5.2.6 氮化鈦涂層的耐磨性能55-58
• 5.2.7 氮化鈦涂層的結合強度58-59
• 5.3 分析討論59
• 5.4 本章小結59-61
• 6. 結論61-62
• 參考文獻62-65
• 致謝65-66
• 作者簡介66-67

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本文編號：285073