采用高功率脈沖磁控濺射技術(shù)（High power pulsed magnetron sputtering,HPPMS）制備的氮化鈦（TiN）薄膜因其具有的眾多優(yōu)良性能,在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但在TiN薄膜表面改性工件的實際應(yīng)用中,研究者及生產(chǎn)者經(jīng)常發(fā)現(xiàn),薄膜沉積剛完成時,工件表面薄膜改性層是完整的,沒有發(fā)生薄膜剝落,但是放置一段時間后,工件表面薄膜就會發(fā)生結(jié)合失效現(xiàn)象,導(dǎo)致零件無法繼續(xù)使用。研究表明,高的殘余應(yīng)力是導(dǎo)致HPPMS制備的薄膜發(fā)生結(jié)合失效的主要原因。為了更好地進行產(chǎn)品質(zhì)量控制,研究薄膜沉積完成后應(yīng)力變化及結(jié)合穩(wěn)定性,預(yù)估薄膜服役壽命,本文通過調(diào)控基體偏壓制備出具有不同殘余壓應(yīng)力的TiN薄膜,采用基片曲率法、X射線衍射法、劃痕法、超顯微硬度計、摩擦磨損試驗機、掃描電子顯微鏡（SEM）和原子力顯微鏡（AFM）等手段,評價了薄膜的應(yīng)力、薄膜/基體結(jié)合性能、硬度、耐磨損性、表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)等隨時間變化的規(guī)律。研究結(jié)果表明,在沉積完成后1小時內(nèi),-50V和-150V基體偏壓下制備的TiN薄膜壓應(yīng)力分別在3.12³.39GPa和7.40⁷

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

劃痕法示意圖

圖 1-2 金薄膜應(yīng)力隨時間變化趨勢圖[47]之外，已有大量工作研究金屬薄膜在沉積過程及停鍍過程中的應(yīng)力、Ag[49, 50]、Cu[46, 51, 52]、Au[49]、Al[44, 53]、Sn[54]等膜在生長終止后應(yīng)力放，后期釋放速率逐漸放緩的趨勢。

圖 2-1 UBMS450 型高真空四靶非平衡 HPPMS 系統(tǒng)示意圖本文采用四靶非平衡高功率脈沖磁控濺射設(shè)備（UBMS450 型）沉積氮化鈦（T膜，整套設(shè)備構(gòu)成如圖 2-1 所示，基體選用 Si（100）長方形片及 316L 不銹鋼圓

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]劃痕法評價氮化鈦薄膜結(jié)合力研究[D]. 江范清.西南交通大學(xué) 2012
[4]HFCVD金剛石膜殘余應(yīng)力的仿真與實驗研究[D]. 張海余.南京航空航天大學(xué) 2007
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本文編號：3482496