電弧離子鍍TiN薄膜表面液滴及其對薄膜性能的影響研究.pdf

1、本文采用電弧離子鍍技術(shù)制備TiN薄膜，研究了N2壓強、脈沖偏壓、弧電流和不同基體表面狀態(tài)（粗糙度、硬度和預滲氮）對薄膜表面液滴數(shù)量及尺寸的影響，并在此基礎(chǔ)上研究了液滴對薄膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):
　　1、N2壓強、脈沖偏壓和弧電流對薄膜表面液滴的數(shù)量和尺寸影響較大。隨N2壓強和脈沖偏壓的增加，薄膜表面液滴的數(shù)量、尺寸減小;隨弧電流的增大，薄膜表面液滴的數(shù)量、尺寸增大。
　　2、基體表面粗糙度對薄膜表面形貌及力學性能的影響較大

2、。薄膜表面粗糙度與基體原來的表面粗糙度一一對應。隨基體表面粗糙度增加，基體表面液滴數(shù)量降低，凹坑數(shù)量增加，膜/基結(jié)合強度逐漸降低，薄膜摩擦系數(shù)逐漸增大。
　　3、基體硬度對薄膜表面液滴數(shù)量影響不大，但對薄膜的力學性能影響較大?；w硬度從343HV0.3增加到670HV0.3，膜/基結(jié)合強度從33.2N增加到66.5N，薄膜摩擦系數(shù)從0.5575下降到0.4581。
　　4、基體預滲氮處理對薄膜表面液滴和力學性能有較大影響。與

3、未滲氮相比，基體預滲氮降低了附著在基體表面液滴的數(shù)量和尺寸?；w未滲氮時，膜/基結(jié)合強度為58.3N，滲氮后，膜/基結(jié)合強度超過100N。同時，基體預滲氮處理后薄膜摩擦系數(shù)也降低了很多。
　　5、電弧離子鍍制備的TiN薄膜表面存在的液滴有的位于薄膜表面，有的被埋入膜層中，還有一些貫穿于整個膜層;膜層中除了液滴缺陷外，還存在著縫隙、針孔、凹坑等缺陷，這些缺陷或多或少都與液滴有關(guān)。這些缺陷使腐蝕介質(zhì)能夠通過它們到達基體表面使基體材料發(fā)