N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层的影响

• 作者: 付志强 岳文 王成彪 谢启
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 等离子体增强磁控溅射 TiN涂层 N2流量 迟滞回线 微观结构 摩擦磨损性能
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 专题——硬质薄膜与涂层技术
• 页码范围: 161-167
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.442
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.025

摘要

目的 研究N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺.方法 在不同N2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层.采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪测定涂层的相结构,利用显微硬度计测试涂层试样的硬度,利用球-盘摩擦磨损试验机考察涂层试样的摩擦磨损性能,利用能谱仪分析磨痕表面的化学组成.结果 N2流量小于61.5 mL/min时,增加N2流量对总气压和靶电压的影响很小;N2流量超过61.5 mL/min后,总气压和靶电压均随着N2流量的增加而显著增大.随着N2流量的增大,制备的TiN涂层X射线衍射谱中的TiN(111)、TiN(220)衍射峰强度不断增大,TiN(200)衍射峰强度先不变后突然减小.N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的致密性最好,硬度最高.N2流量在50~61.5 mL/min范围内,制备的TiN涂层试样的磨损率较低,最低可达7.4×10-16 m3/(N·m).当N2流量超过63 mL/min后,TiN涂层试样的磨损率显著增大.结论 N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层择优取向、硬度及摩擦磨损性能的影响较显著,N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的硬度和耐磨性最好.