不同弧源電流TiN薄膜的表面形貌及其摩擦學(xué)性能研究

2013-04-05 史新偉 佛山市震德塑料機(jī)械有限公司

  本文使用AIP- 01型國產(chǎn)多弧離子鍍膜設(shè)備,采用不同的弧源電流在不銹鋼襯底及Si 片上制備了TiN 薄膜,對(duì)其硬度、表面形貌以及摩擦系數(shù)等進(jìn)行了測試,從電弧沉積的物理機(jī)制角度詳細(xì)分析了弧源電流對(duì)TiN 薄膜表面熔滴的影響,結(jié)果表明:隨著弧源電流的增大,薄膜沉積速率增大、硬度提高,但薄膜表面熔滴(MP)數(shù)量增多、尺寸變大,表面粗糙,摩擦系數(shù)增大,因此控制最佳弧源電流來獲得最好的薄膜性能是離子鍍TiN 薄膜的關(guān)鍵問題之一。

  TiN 薄膜具有較高的硬度和優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕性能,是目前研究最多的硬質(zhì)薄膜之一,廣泛應(yīng)用于電子、工模具以及裝飾行業(yè)等。近幾十年來,由于具有金黃色的顏色,TiN 薄膜在裝飾行業(yè)已經(jīng)成功地獲得了廣泛的應(yīng)用,在機(jī)械行業(yè),TiN 薄膜在刀具、鉆頭、模具上也獲得了成功的應(yīng)用,可顯著提高其使用壽命,但TiN 薄膜的性能受沉積條件的影響很大,人們對(duì)于影響TiN 薄膜性能的各種參數(shù)已進(jìn)行了大量的研究,而弧源電流作為一個(gè)重要的參數(shù),對(duì)TiN 薄膜的結(jié)構(gòu)及性能有重要的影響,尤其是對(duì)其摩擦學(xué)性能影響更為顯著。

  本文利用AIP- 01 型多弧離子鍍膜機(jī)在不銹鋼基體及Si 片上沉積了TiN 薄膜,從多弧離子鍍?cè)砩涎芯苛嘶≡措娏鲗?duì)TiN 薄膜結(jié)構(gòu)及摩擦學(xué)性能的影響。

1、實(shí)驗(yàn)材料與方法

  http://www.13house.cn/application/film/042923.html

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1、弧源電流對(duì)TiN薄膜表面形貌的影響

  http://www.13house.cn/application/film/042924.html

2.2、弧源電流對(duì)TiN薄膜沉積速率的影響

  http://www.13house.cn/application/film/042925.html

2.3、弧源電流對(duì)TiN薄膜硬度的影響

  http://www.13house.cn/application/film/042926.html

2.4、弧源電流對(duì)TiN薄膜摩擦系數(shù)的影響

  http://www.13house.cn/application/film/042927.html

3、結(jié)論

  使用多弧離子鍍?cè)O(shè)備制備了TiN 薄膜,詳細(xì)研究了弧源電流對(duì)制備的TiN 薄膜性能的影響規(guī)律,隨著弧源電流的增大,多弧離子鍍?cè)O(shè)備真空室溫度升高,薄膜沉積速率增大,所制備的TiN薄膜表面的熔滴顆粒數(shù)量增多,尺寸變大,導(dǎo)致薄膜表面粗糙度增大,摩擦系數(shù)升高,但是,隨著弧源電流的增大,TiN 薄膜的硬度升高。