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文檔簡(jiǎn)介
1、本文研究了利用直流和脈沖偏壓陰極弧離子鍍?cè)O(shè)備制備的一系列從二元到多元的Ti基硬質(zhì)薄膜TiN、TiAl(V)N、AlTiN、TiAl(Si)N,并嘗試了利用ABS(ArcBondSputter)方法制備高Al含量的(Ti,Al)N薄膜。通過(guò)XRD、納米壓痕儀、劃痕儀以及SEM、RBS等手段對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了測(cè)量和分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),-100V直流偏壓下TiN薄膜有明顯的(111)晶面擇優(yōu)取向,而脈沖偏壓條件下TiN薄膜為(111)、(2
2、00)、(220)混合晶體取向。Al、V元素的摻入對(duì)薄膜的晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯影響,但使薄膜晶格參數(shù)變小,薄膜的顯微硬度單調(diào)增大。Ti/Al為1:1原子比的陰極弧靶沉積的(Ti,Al)N薄膜的晶格參數(shù)隨占空比和偏壓的增大而增大,顯微硬度在40%占空比-150V時(shí)達(dá)到最大值,在硬質(zhì)合金(YG8)基體上超過(guò)Hv3000,然后逐漸降低。RBS測(cè)量顯示,采用Ti/Al為1:1原子比弧靶沉積的(Ti,Al)N薄膜中,Al含量只有30at.%,可能是靶
3、元素分布不均勻使Al以較多的液滴發(fā)射出去,降低了等離子體區(qū)域中Al的含量。采用Ti/Al(原子比1:1)合金靶和純Al靶復(fù)合制備的(Ti,Al)N薄膜中,Al含量在50-60at.%時(shí),薄膜硬度最大,并伴隨有相結(jié)構(gòu)從立方向六角結(jié)構(gòu)的變化,微量Si元素的摻入對(duì)延遲薄膜的結(jié)構(gòu)變化有利。我們用ABS方法嘗試制備高Al含量(Ti,Al)N時(shí),Al靶的中毒情況比較嚴(yán)重,濺射離子濃度及Ar分壓的增大有利于維持磁控靶的濺射,文中對(duì)靶的中毒機(jī)制利用De
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