直流磁控溅射和高功率脉冲磁控溅射TiSiN 涂层的结构与性能比较

• 作者: 刘林林 左潇 李林儒 柯培玲 汪爱英 王振玉 黄美东
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 高功率脉冲磁控溅射 TiSiN涂层 纳米复合 低应力 高硬度
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 专题——高能冲击磁控溅射技术及工程应用
• 页码范围: 70-77
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.4
• 字数: 4060字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.09.006

摘要

目的 对比研究HiPIMS和DCMS技术对涂层组织、结构与性能的影响,为不同磁控溅射技术制备硬质涂层提供理论依据与实验指导.方法在相同功率密度下,通过HiPIMS和DCMS技术分别制备TiSiN涂层.通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描探针显微镜(SPM)表征涂层的结构和形貌,并通过纳米压痕仪、划痕仪、UMT-3摩擦磨损试验机、电化学工作站表征涂层的力学、摩擦学和耐腐蚀性能.结果与DCMS制备的TiSiN涂层相比,HiPIMS技术所制备的涂层表面更加光滑,结构更为致密,硬度提高了10％,且应力降低了35％,呈低应力高硬度特征,涂层的韧性和结合力也明显提高,膜基结合力由DCMS涂层的40 N提高至50 N.同时,涂层的耐磨和耐腐蚀性能得到提升,摩擦系数降低了18％,腐蚀电流密降低了将近1个数量级.结论与DCMS相比,HiPIMS技术在制备TiSiN纳米复合涂层上具有显著优势,有效提高了涂层的综合使役性能.