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1、龙源期刊网 TiAlN 沉积态薄膜的制备作者：王蕾 陈楠 刘佳磊 金松哲 来源：山东工业技术 2016 年第 18 期摘 要：本文以 06Cr18Ni9 不锈钢作为基体材料，采用多弧离子镀进行 Ti-Al-N 沉积态薄膜 的制备，并研究了多弧离子镀对 Ti-Al-N 沉积态薄膜表面形貌的影响。研究表明：当氮气通量 为 40sccm 时， Ti-Al-N 薄膜膜层表面的大颗粒消失，凹坑变得浅而平整均匀，但当氮气通量超 过 40sccm 时，表面大颗粒反而变多而且分布不均匀，沉积的膜层表面相对较粗糙。关键词： Ti2AlN 薄膜；多弧离子镀；表面形貌DOI ： 10.16640/ki.37-122
2、2/t.2016.18.040Ti-Al-N 系统中有两种重要的三元化合物 Ti2AlN 和 Ti4AlN3 ，均属 Mn+1AXn （n=0， 1， 2，3）相 1-2 ，兼具金属和陶瓷的优点，常温下，有很好的导热和导电性能，同时它又具有较 高的弹性模量、耐高温和抗氧化等陶瓷的性能。近几年对 Ti-Al-N 系薄膜的研究日益增多，本 研究的是多弧离子镀对 TiAlN 沉积态薄膜表面形貌的影响。1 试验方法本研究采用304奥氏体不锈钢（硬度 90HRB试样尺寸为：20mm 15mnK 2mm），采用Ti/Al 1 ： 1 混合靶进行镀膜。为提高实验效果，在实验过程中通入氩气，通入氩气首先可保证
3、 试件顺利的完成实验，其次可以作为本次实验的反应气体形成Ti-Al-N 薄膜。本试验采用的是沈阳真空镀膜设备有限公司生产多弧离子镀沉积设备。 JSM-5600LV 型扫描电子显微镜进行组 织形貌观察。2 试验结果与分析（ 1 ）氮气对表面形貌的影响。观察图（ 1 ）薄膜表面形貌分析，形貌中主要成分为 Al ， 而且 N 和 Ti 和含量随着氮气的通气量增加而增加，而且对薄膜的摩擦性能测试发现氮气对其 影响量很大，对进一步实验，制备a、b、c三组沉积态薄膜并观察。图中a, b, c分别为负偏压400V，靶电流75A，占空比90%，氮气通量工艺下制备的沉积态薄膜500倍的表面形貌。（ 2）负偏压对表面形貌的影响。当氮气通量稳定时,改变其他因素研究其对薄膜表面形貌的影响。图 a，b，c，d为氮气通量 40sccm，负偏压（200V，300V，400V，500V）工艺下 薄膜的表面形貌。从图 2中可以看出，当负偏压为 200V和300V时沉积的薄膜的表面形貌基 本由大颗粒组成，而且晶粒的粒度较大，当负偏压增大到400V时，发现沉积薄膜的形貌基本由小颗粒组成，大颗粒逐渐消失，晶粒的粒度变小而且细化，表面变得较为平滑。而负偏压增 大到 500V 时，薄膜表面形貌组成由小颗粒变为大颗粒，而且粒度增大。
Ti—Al—N沉积态薄膜的制备
