本文關(guān)鍵詞：電弧離子鍍用AlTi合金靶材應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：靶材是制備PVD涂層的重要原材料,靶材的純度、密度和組織結(jié)構(gòu)直接影響靶材的燒蝕和涂層的成分、結(jié)構(gòu)及使用性能。隨著氣相沉積技術(shù)的快速發(fā)展,新的靶材制備技術(shù)不斷出現(xiàn),靶材質(zhì)量和性能也取得了顯著提高。但物理氣相沉積鍍膜在真空等離子體下進(jìn)行,靶材中的原子通過(guò)等離子體作用有一個(gè)再組織和生長(zhǎng)的過(guò)程,受到磁場(chǎng)、電場(chǎng)、溫度、化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜因素的影響,通常意義上評(píng)價(jià)靶材的指標(biāo)(純度、密度、晶粒尺寸等)并不能準(zhǔn)確描述其使用效果。如何將靶材的一些參數(shù)與涂層性能對(duì)應(yīng)起來(lái),提供涂層生產(chǎn)終端切實(shí)可行的靶材方案,是靶材走向高端化發(fā)展必須解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,但是目前對(duì)靶材的系統(tǒng)研究報(bào)道相對(duì)較少。本論文采用電弧離子鍍技術(shù),分別使用德國(guó)知名品牌GfE的AlTi合金靶材,國(guó)產(chǎn)品牌安泰(ATM)Ti顆粒尺寸為200μm、125μm、75μm以及35μm的A1Ti合金靶材(Al:Ti=67at%:33at%)制備AlTiN涂層。通過(guò)對(duì)靶面弧斑運(yùn)動(dòng)軌跡、涂層的物相結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、真空退火、摩擦磨損進(jìn)行系統(tǒng)的研究,將靶材參數(shù)與涂層性能對(duì)應(yīng)起來(lái)。主要內(nèi)容包括：1.分別確定靶電流、沉積氣壓以及基體偏壓三項(xiàng)基本工藝參數(shù),從而制備出性能較好的AlTiN涂層。2.分別使用ATM和GfE AlTi合金靶材(Al:Ti=67at%:33 at%)在不同電磁場(chǎng)電壓下制備AlTiN涂層。研究?jī)煞N靶材在不同電磁場(chǎng)強(qiáng)度下制備的涂層性能差異。結(jié)果表明不同電磁場(chǎng)強(qiáng)度下靶面的弧斑運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同,導(dǎo)致所沉積的涂層性能發(fā)生改變。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)靶材熱導(dǎo)率是影響涂層性能的關(guān)鍵因素,而靶材熱導(dǎo)率則與制備靶材的金屬粉末顆粒尺寸有關(guān)。3.分別使用不同Ti顆粒尺寸的ATM AlTi合金靶材在相同工藝參數(shù)下沉積AlTiN涂層并進(jìn)行對(duì)比。進(jìn)一步驗(yàn)證Ti顆粒尺寸的不同對(duì)沉積AlTiN涂層性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明靶材的Ti顆粒尺寸的不同對(duì)沉積時(shí)靶面的弧斑運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響,導(dǎo)致沉積涂層在性能上產(chǎn)生差異。在相同的靶材成分下,Ti顆粒尺寸更小的靶材所沉積的涂層表現(xiàn)出更優(yōu)異的表面質(zhì)量和力學(xué)性能。4.靶材參數(shù)與涂層性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)為：制備靶材的金屬粉末顆粒尺寸大小對(duì)靶材的熱導(dǎo)率產(chǎn)生影響,靶材的熱導(dǎo)率的差異導(dǎo)致沉積時(shí)靶面弧斑的尺寸和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同,涂層的性能受到靶面弧斑的尺寸與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。
【關(guān)鍵詞】：電弧離子鍍 AlTiN涂層 AlTi合金靶材 靶材組織結(jié)構(gòu) 弧斑運(yùn)動(dòng) 涂層性能
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-27
• 1.1 研究的背景及意義14-15
• 1.2 TIN基涂層的發(fā)展與現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 多元涂層16
• 1.2.2 多層涂層16-17
• 1.2.3 納米復(fù)合涂層17-18
• 1.3 AlTiN涂層的制備18-23
• 1.3.1 CVD18-19
• 1.3.2 電弧離子鍍技術(shù)19-21
• 1.3.3 磁控濺射技術(shù)21-23
• 1.4 制備刀具涂層的電弧靶材的發(fā)展與現(xiàn)狀23-25
• 1.5 課題來(lái)源與主要研究?jī)?nèi)容25-27
• 1.5.1 課題來(lái)源25
• 1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容25-27
• 第二章 涂層的制備和分析方法27-35
• 2.1 研究路線27-28
• 2.2 PVD涂層設(shè)備28-30
• 2.3 涂層的沉積30-31
• 2.3.1 基片的準(zhǔn)備和清洗30-31
• 2.3.2 涂層的轟擊和制備31
• 2.4 涂層組織結(jié)構(gòu)檢測(cè)31-32
• 2.4.1 SEM31-32
• 2.4.2 EDS32
• 2.4.3 XRD32
• 2.5 力學(xué)性能測(cè)試32-35
• 2.5.1 顯微硬度32-33
• 2.5.2 結(jié)合力33-34
• 2.5.3 高溫摩擦磨損34
• 2.5.4 真空退火實(shí)驗(yàn)34-35
• 第三章 電弧離子鍍沉積AlTiN涂層工藝研究35-54
• 3.1 靶電流工藝參數(shù)對(duì)涂層的影響35-41
• 3.1.1 涂層的制備35-37
• 3.1.2 物相結(jié)構(gòu)37-39
• 3.1.3 涂層表面質(zhì)量39-40
• 3.1.4 涂層力學(xué)性能40-41
• 3.2 沉積氣壓工藝參數(shù)對(duì)涂層的影響41-48
• 3.2.1 涂層的制備41-44
• 3.2.2 物相結(jié)構(gòu)44-45
• 3.2.3 涂層表面質(zhì)量45-47
• 3.2.4 涂層力學(xué)性能47-48
• 3.3 基體偏壓工藝參數(shù)對(duì)涂層的影響48-53
• 3.3.1 涂層的制備48-49
• 3.3.2 物相結(jié)構(gòu)49-51
• 3.3.3 涂層表面質(zhì)量51-52
• 3.3.4 涂層力學(xué)性能52-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 AT&M和GfE AlTi合金靶材在不同電磁場(chǎng)電壓下制備AlTiN涂層的對(duì)比54-86
• 4.1 AT&M和GfE AlTi合金靶材的靶材參數(shù)54-58
• 4.1.1 靶材金相結(jié)構(gòu)55-57
• 4.1.2 物相組織57-58
• 4.1.3 熱導(dǎo)率58
• 4.2 AT&M和GfE AlTi合金靶材在不同電磁場(chǎng)下沉積AlTiN涂層的對(duì)比58-82
• 4.2.1 涂層的制備58-64
• 4.2.2 物相結(jié)構(gòu)64-68
• 4.2.3 表面質(zhì)量68-70
• 4.2.4 力學(xué)性能70-73
• 4.2.5 真空退火73-76
• 4.2.6 摩擦磨損76-82
• 4.3 靶材燒蝕后分析82-85
• 4.3.1 表現(xiàn)形貌與元素分布82-84
• 4.3.2 表面成分分析84-85
• 4.4 本章小結(jié)85-86
• 第五章 不同Ti顆粒尺寸的AT&M AlTi合金靶材制備AlTiN涂層的對(duì)比86-107
• 5.1 不同Ti顆粒尺寸的AlTi合金靶材制備AlTiN涂層的對(duì)比86-106
• 5.1.1 涂層的制備86-88
• 5.1.2 物相分析88-89
• 5.1.3 表面質(zhì)量89-91
• 5.1.4 力學(xué)性能91-92
• 5.1.5 真空退火92-97
• 5.1.6 摩擦磨損97-106
• 5.2 本章小結(jié)106-107
• 總結(jié)與展望107-110
• 參考文獻(xiàn)110-116
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及申請(qǐng)的專利116-118
• 致謝118

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1 朱光義;張京;;金屬膜電阻用低阻合金靶材研制成功[J];江蘇冶金;1987年02期

2 黃超然;吳波;劉海龍;王敏;程國(guó)龍;魏文新;;高品質(zhì)鎳鉻系合金靶材的設(shè)計(jì)與制備研究[J];稀有金屬;2013年01期

3 王慶相;范志康;;W和W/Ti合金靶材的應(yīng)用及其制備技術(shù)[J];粉末冶金技術(shù);2009年01期

4 王贊海;儲(chǔ)茂友;王星明;郭奮;趙鑫;;W/Ti合金靶材及其制備技術(shù)[J];稀有金屬;2006年01期

5 李洪賓;江軒;王欣平;;鋁銅合金靶材的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)濺射沉積性能的影響[J];稀有金屬;2009年03期

6 王贊海;王星明;儲(chǔ)茂友;郭奮;趙鑫;沈劍韻;;惰性氣體熱壓法制備W/Ti合金靶材研究[J];稀有金屬;2006年05期

7 ;[J];;年期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 石新;北京重大科技攻關(guān)項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2009年

2 ;北京有色金屬研究總院2006年成果回顧[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張權(quán);電弧離子鍍用AlTi合金靶材應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：793094