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磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的研究进展

热加工工艺 2023年第8期52卷 6-11页

作者：高正源杨栋孙程锦卢再亮孙鹏飞重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆市固体废物管理服务中心有限公司重庆401121

氮化钛薄膜具有出色的涂层性能,如高硬度、低电阻率和良好的耐蚀耐磨性等,在汽车、航空航天和生物医学中有着广泛的应用。磁控溅射技术因其成本低、沉积速率高以及绿色环保等优势,成为氮化钛薄膜制备的主要技术之一。综述了磁控溅射工... 详细信息

氮化钛薄膜具有出色的涂层性能,如高硬度、低电阻率和良好的耐蚀耐磨性等,在汽车、航空航天和生物医学中有着广泛的应用。磁控溅射技术因其成本低、沉积速率高以及绿色环保等优势,成为氮化钛薄膜制备的主要技术之一。综述了磁控溅射工艺参数对氮化钛薄膜择优取向、晶粒大小、膜层厚度、相组成和力学性能等的影响规律和作用机制。另外,还讨论了掺杂元素的种类、浓度和不同的退火温度对氮化钛薄膜组织结构与性能的影响。最后,提出了磁控溅射制备氮化钛薄膜的研究难点,并展望了未来磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的发展方向。

关键词：磁控溅射氮化钛薄膜溅射参数择优取向力学性能

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氮化钛薄膜与稀土表面高速钢的滑动磨损研究

稀土 2014年第2期35卷 19-23页

作者：陆小会高原王成磊韦文竹张光耀桂林电子科技大学研究生院材料科学与工程学院广西桂林541004

利用M200型环-块磨损试验机对TiN薄膜试样、4Cr13强化试样、钨钼钇强化试样、钨钼强化试样、W6Mo5Cr4V2高速钢试样以及T10钢强化试样进行摩擦磨损试验,研究了摩擦系数、磨损量并分析其耐磨机理,结果表明:钨钼钇强化试样、钨钼强化试样、... 详细信息

利用M200型环-块磨损试验机对TiN薄膜试样、4Cr13强化试样、钨钼钇强化试样、钨钼强化试样、W6Mo5Cr4V2高速钢试样以及T10钢强化试样进行摩擦磨损试验,研究了摩擦系数、磨损量并分析其耐磨机理,结果表明:钨钼钇强化试样、钨钼强化试样、W6Mo5Cr4V2高速钢试样、T10钢强化试样、TiN薄膜试样和4Cr13强化试样的摩擦系数分别为0.3012、0.4693、0.3141、0.5653、0.3171、0.4612;磨损失重分别为:0.0034g、0.0069g、0.0028g、0.0013g、0.0005g、0.0008g。TiN薄膜试样的耐磨性能比4Cr13强化试样提高1.6倍;钨钼钇强化试样耐磨性能比钨钼强化试样、W6Mo5Cr4V2高速钢试样和T10钢强化试样提高2.03倍、0.82倍、3.32倍。钨钼钇强化试样、钨钼强化试样和T10钢强化试样的摩擦系数波动较大,其他试样的摩擦系数较稳定。不同试样的摩擦系数-时间曲线证明磨损分为三个性质不同的阶段:跑合阶段;稳定磨损阶段;剧烈磨损阶段。

关键词：氮化钛薄膜表面高速钢磨损摩擦系数耐磨性

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氮化钛薄膜的光学性能分析

光学学报 2003年第1期23卷 101-104页

作者：金永浩姚李英汤兆胜邵建达范正修中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

利用磁控溅射法 ,在不同的工艺条件下制备氮化钛薄膜。详细分析了不同工艺条件下薄膜的光谱选择特性以及相应的光学常数 ,通过俄歇电子能谱对薄膜的不同深度的元素成分进行了分析 ,由原子力显微镜测量并处理得到氮化钛薄膜的表面形貌图... 详细信息

利用磁控溅射法 ,在不同的工艺条件下制备氮化钛薄膜。详细分析了不同工艺条件下薄膜的光谱选择特性以及相应的光学常数 ,通过俄歇电子能谱对薄膜的不同深度的元素成分进行了分析 ,由原子力显微镜测量并处理得到氮化钛薄膜的表面形貌图。结果表明 ,氮化钛薄膜的光学性能严格依赖于氮和钛原子数比 ,符合化学计量比的TiN薄膜具有良好的光谱选择性。基底加负偏压溅射可进一步改善薄膜的性能。

关键词：氮化钛薄膜光学性能薄膜物理学光谱选择光学常数

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磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的研究进展

材料保护 2023年第2期56卷 111-119页

作者：李昌恒刘奎仁魏世丞韩庆王博王玉江东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

磁控溅射在氮化钛薄膜制备方面具有显著优势,工艺参数对成膜质量影响显著。概述了氮化钛薄膜的晶体结构、物理性质及磁控溅射技术的工作原理及主要分类,重点综述了溅射功率、溅射时间、基底偏压、沉积温度、溅射气压、氮分压等工艺参数... 详细信息

磁控溅射在氮化钛薄膜制备方面具有显著优势,工艺参数对成膜质量影响显著。概述了氮化钛薄膜的晶体结构、物理性质及磁控溅射技术的工作原理及主要分类,重点综述了溅射功率、溅射时间、基底偏压、沉积温度、溅射气压、氮分压等工艺参数对氮化钛薄膜组织结构、表面形貌、沉积速率、表面粗糙度、择优取向、电学性能、力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能、析氢性能等的影响规律和作用机理。此外,还就退火时间与退火温度对薄膜组织结构及电阻率的影响,基底材料对薄膜沉积速率与表面粗糙度的影响,以及靶材选取对薄膜的制备方式与成膜过程的影响等的研究与应用现状进行了介绍,进而展望了磁控溅射技术在制备高质量氮化钛薄膜领域的发展趋势。

关键词：氮化钛薄膜磁控溅射工艺参数退火性能

Ti/N粒子沉积能量对氮化钛薄膜表面层微结构的影响

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科学通报 2004年第1期49卷 53-56页

作者：马忠权张沁上海大学物理系上海200436 上海大学化学系上海200436

用直流(d.c)反应磁控溅射沉积技术、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜成像(TEM)微结构分析方法,研究了氮化钛薄膜表面层固态结构随凝聚增原子能量的变化情况.发现沿(111)和(002)晶面方向择优生长的TiNx层的点阵参数(a0)与衍射峰半高宽(FW... 详细信息

用直流(d.c)反应磁控溅射沉积技术、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜成像(TEM)微结构分析方法,研究了氮化钛薄膜表面层固态结构随凝聚增原子能量的变化情况.发现沿(111)和(002)晶面方向择优生长的TiNx层的点阵参数(a0)与衍射峰半高宽(FWHM)的变化和载能束引起薄膜微观相成分、晶面内压应力、晶粒尺寸和结构缺陷密度紧密相关.在新的理论框架下,分别计算了氮化钛薄膜表面上每个凝聚原子的有效迁移,薄膜表面达到最小能量状态时每个凝聚原子应该获得的平均能.实验观察的结果在理论分析中得到了定量解释.

关键词： TiN薄膜粒子沉积能量氮化钛薄膜半导体微结构

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用于动态红外景物模拟器的超薄氮化钛薄膜

激光与红外 2005年第1期35卷 35-38页

作者：金娜刘卫国西安工业学院光电微系统研究所陕西西安710032

针对动态红外景物模拟器的应用要求,用磁过滤电弧离子镀方法制备了超薄氮化钛薄膜。制备的薄膜厚度介于7.5nm至75nm。重点研究了薄膜的微观结构、电阻温度系数、电阻温度稳定性、薄膜的微加工等性质。实验结果表明,氮化钛薄膜是一种良... 详细信息

针对动态红外景物模拟器的应用要求,用磁过滤电弧离子镀方法制备了超薄氮化钛薄膜。制备的薄膜厚度介于7.5nm至75nm。重点研究了薄膜的微观结构、电阻温度系数、电阻温度稳定性、薄膜的微加工等性质。实验结果表明,氮化钛薄膜是一种良好的辐射电阻材料。

关键词：动态红外景物模拟电弧离子镀氮化钛薄膜电阻温度系数

用XPS和AFM等方法研究氮化钛薄膜的物理化学特性

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真空科学与技术学报 2004年第6期24卷 459-464页

作者：江宁沈耀根张寒洁鲍世宁浙江大学物理系杭州310027 香港城市大学机械制造工程与管理系

采用反应非平衡磁控溅射方法制备了氮化钛 (TiN)薄膜 ,沉积时的衬底偏压的范围从 0V到 - 5 0 0V。实验结果表明 :TiN薄膜的物理特性和力学性能随衬底偏压变化 ,最佳的薄膜硬度与弹性模量在偏压为 - 10 0V时得到。AFM的测量结果显示薄膜... 详细信息

采用反应非平衡磁控溅射方法制备了氮化钛 (TiN)薄膜 ,沉积时的衬底偏压的范围从 0V到 - 5 0 0V。实验结果表明 :TiN薄膜的物理特性和力学性能随衬底偏压变化 ,最佳的薄膜硬度与弹性模量在偏压为 - 10 0V时得到。AFM的测量结果显示薄膜的表面形貌和粗糙度随衬底偏压变化有一个非线性的变化趋势 ,同样的趋势也出现在Ti2p和N1s的芯态能谱上。特定谱峰的强度和位置的变化预示着偏压引起的薄膜成分和化学态的变化 ,XPS的结果表明 :适当的偏压有助于TiN的成键 ,稳定的化学结构防止了表面的氧化和扩散 ,抑制了杂质和缺陷的形成 ,良好的机械特性归于表面形貌的改善。

关键词：衬底偏压 XPS 能谱化学态薄膜成分非平衡磁控溅射表面形貌薄膜硬度氮化钛薄膜 AFM

悬臂梁弯曲法研究氮化钛薄膜临界开裂行为与损毁机理

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物理学报 1992年第7期41卷 1137-1142页

作者：刘长清金柱京李美栓呼和吉夫吴维 中国科学院金属腐蚀与防护研究所腐蚀科学开放研究实验室沈阳110015

本文提出并设计了悬臂梁弯曲实验法用来研究物理汽相沉积薄膜分别受拉和受压状态下变形和开裂行为,声发射技术被用来监测薄膜的开裂或剥落从而确立薄膜临界开裂的判据。对钛基氮化钛薄膜体系研究结果表明,薄膜处于受拉和受压状态下临界... 详细信息

本文提出并设计了悬臂梁弯曲实验法用来研究物理汽相沉积薄膜分别受拉和受压状态下变形和开裂行为,声发射技术被用来监测薄膜的开裂或剥落从而确立薄膜临界开裂的判据。对钛基氮化钛薄膜体系研究结果表明,薄膜处于受拉和受压状态下临界开裂载荷值分别为800gf和1285gf。还结合薄膜的强度极限或界面结合强度研究了薄膜在两种服役情形下的损毁机理。

关键词：悬臂梁弯曲法氮化钛薄膜开裂

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等离子铬镍共渗层与氮化钛薄膜的耐蚀性

材料热处理学报 2013年第S1期34卷 129-134页

作者：高原韦文竹袁琳陈选楠王成磊陆小会张焱吴炜钦张光耀桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西桂林541004

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜。对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试。.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢... 详细信息

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜。对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试。.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢试样的120倍;在1 mol/L的NaOH溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是4Cr13不锈钢试样的0.67倍,是低碳钢试样4.67倍,是氮化钛薄膜的3.67倍;在3.5%的NaCl溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是低碳钢试样的2.3倍,是氮化钛薄膜的0.167倍,是4Cr13不锈钢试样的0.33倍。

关键词：铬镍共渗氮化钛薄膜不锈钢点蚀腐蚀