磁控濺射納米硬質(zhì)膜工藝及力學(xué)性能研究.pdf

1、TiN、TiAlN、CrN、CrAlN、TiAlN/CrAlN等過渡金屬氮化物薄膜是應(yīng)用廣泛的硬質(zhì)薄膜材料，由于其具有硬度高、耐磨性好、抗氧化能力強等優(yōu)異的性能，在刀具、裝飾材料、模具、生物、航空等方面有大量的應(yīng)用。
　　先前的研究大多數(shù)都集中對某一種膜進行研究，得出的規(guī)律比較單一，因此，本論文系統(tǒng)地研究了TiN、TiAlN、CrN、CrAlN、TiAlN/CrAlN五種薄膜的工藝、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系以及探討了單層膜與多層膜力學(xué)

2、演變規(guī)律與機理，為高性能硬質(zhì)膜的研發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論。
　　本文采用磁控濺射法制備了TiN、TiAlN、CrN、CrAlN、TiAlN/CrAlN五種薄膜，系統(tǒng)地研究了負偏壓、濺射電流、N2流量、Ar流量等工藝參數(shù)對TiN與CrN薄膜表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響，研究了Al靶功率對TiAlN與CrAlN膜表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響，研究了調(diào)制周期∧對TiAlN/CrAlN周期多層膜微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響。分別使用

3、激光共聚焦顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和納米壓痕儀等設(shè)備對薄膜的表面形貌、成分、微觀結(jié)構(gòu)、硬度進行表征。
　　通過激光共聚焦顯微鏡觀看到TiN、TiAlN、CrN、CrAlN薄膜最小表面粗糙度分別為：7nm、17nm、3nm、5nm。
　　利用納米壓痕儀檢測得到TiN、TiAlN、CrN、CrAlN、TiAlN/CrAlN薄膜最高硬度分別為21.27GPa、16.81GPa、23.50GPa、24