不同弧源電流TiN薄膜的表面形貌及其摩擦學性能研究

2013-04-05 史新偉 佛山市震德塑料機械有限公司

  本文使用AIP- 01型國產多弧離子鍍膜設備,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,對其硬度、表面形貌以及摩擦系數等進行了測試,從電弧沉積的物理機制角度詳細分析了弧源電流對TiN 薄膜表面熔滴的影響,結果表明: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)數量增多、尺寸變大,表面粗糙,摩擦系數增大,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 薄膜的關鍵問題之一。

  TiN 薄膜具有較高的硬度和優良的耐磨、耐腐蝕性能,是目前研究最多的硬質薄膜之一,廣泛應用于電子、工模具以及裝飾行業等。近幾十年來,由于具有金黃色的顏色,TiN 薄膜在裝飾行業已經成功地獲得了廣泛的應用,在機械行業,TiN 薄膜在刀具、鉆頭、模具上也獲得了成功的應用,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,人們對于影響TiN 薄膜性能的各種參數已進行了大量的研究,而弧源電流作為一個重要的參數,對TiN 薄膜的結構及性能有重要的影響,尤其是對其摩擦學性能影響更為顯著。

  本文利用AIP- 01 型多弧離子鍍膜機在不銹鋼基體及Si 片上沉積了TiN 薄膜,從多弧離子鍍原理上研究了弧源電流對TiN 薄膜結構及摩擦學性能的影響。

1、實驗材料與方法

  http://shengya888.com/application/film/042923.html

2、實驗結果及分析

2.1、弧源電流對TiN薄膜表面形貌的影響

  http://shengya888.com/application/film/042924.html

2.2、弧源電流對TiN薄膜沉積速率的影響

  http://shengya888.com/application/film/042925.html

2.3、弧源電流對TiN薄膜硬度的影響

  http://shengya888.com/application/film/042926.html

2.4、弧源電流對TiN薄膜摩擦系數的影響

  http://shengya888.com/application/film/042927.html

3、結論

  使用多弧離子鍍設備制備了TiN 薄膜,詳細研究了弧源電流對制備的TiN 薄膜性能的影響規律,隨著弧源電流的增大,多弧離子鍍設備真空室溫度升高,薄膜沉積速率增大,所制備的TiN薄膜表面的熔滴顆粒數量增多,尺寸變大,導致薄膜表面粗糙度增大,摩擦系數升高,但是,隨著弧源電流的增大,TiN 薄膜的硬度升高。