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脉冲偏压频率对tisin薄膜的微观结构和性能的影响

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金属热处理 2021年第11期46卷 213-220页

作者：魏永强宋如蕃蒋志强郑州航空工业管理学院航空工程学院河南郑州450046

采用脉冲偏压电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压频率在M2高速钢基体上沉积tisin薄膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等仪器,研究脉冲偏压频率对tisin薄膜的表面和截面形貌、元素成分、相结构的影响,并通过纳米压痕仪... 详细信息

采用脉冲偏压电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压频率在M2高速钢基体上沉积tisin薄膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等仪器,研究脉冲偏压频率对tisin薄膜的表面和截面形貌、元素成分、相结构的影响,并通过纳米压痕仪测试了tisin薄膜的纳米硬度和弹性模量。在统计的视场内(9×10^(3)μm^(2)),tisin薄膜表面的大颗粒直径在0.30~7.26μm之间,脉冲偏压频率从40 kHz到60 kHz,数量由495个减少到356个,之后随着脉冲偏压频率增加到80 kHz,大颗粒数量又增加到657个;当脉冲偏压频率为60 kHz时,tisin薄膜表面大颗粒和微坑缺陷数量最少,Si原子含量达到最小值0.46%;脉冲偏压频率为50 kHz时,tisin薄膜以非柱状晶的结构进行生长,厚度达到最小值1.63μm;脉冲偏压频率为60 kHz时,柱状晶结构细化,薄膜的致密度增加。不同脉冲偏压频率下tisin薄膜都在(111)晶面位置出现择优取向,Si以非晶态Si_(3)N_(4)的形式存在于tisin薄膜中,没有检测到Si的峰值,形成了TiN晶体和Si_(3)N_(4)非晶态的复合结构。脉冲偏压频率60 kHz下tisin薄膜的表面大颗粒最少,纳米硬度达到最大值34.56 GPa,比M2高速钢基体的硬度提高了约3倍。当脉冲偏压频率为50 kHz时,tisin薄膜的腐蚀电位达到最大值-0.352 V(vs SCE),比基体提高了723 mV,自腐蚀电流密度达到0.73μA/cm^(2);当脉冲偏压频率为70 kHz时,tisin薄膜的腐蚀电位达到-0.526 V(vs SCE),自腐蚀电流密度达到最小值0.66μA/cm^(2)。

关键词：电弧离子镀 tisin薄膜脉冲偏压频率纳米硬度耐蚀性

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电弧离子镀tisin薄膜的结构及摩擦性能

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材料保护 2015年第2期48卷 51-54,8-9页

作者：谢婷婷王向红吴百中高斌郎文昌温州职业技术学院温州市材料成型工艺与模具技术重点实验室浙江温州325035

为实现电弧离子镀tisin薄膜成分可控,通过改变靶的相对电流在304不锈钢表面沉积tisin薄膜,采用厚度仪、能谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪及摩擦试验研究了其形貌、结构及摩擦性能。结果表明:tisin薄膜中Si以非晶态Si3N4形式存在,抑制了面... 详细信息

为实现电弧离子镀tisin薄膜成分可控,通过改变靶的相对电流在304不锈钢表面沉积tisin薄膜,采用厚度仪、能谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪及摩擦试验研究了其形貌、结构及摩擦性能。结果表明:tisin薄膜中Si以非晶态Si3N4形式存在,抑制了面心立方结构的Ti N晶粒生长,形成纳米晶Ti N/非晶Si3N4(nc-Ti N/α-Si3N4)纳米复合结构;与Ti N薄膜相比,tisin薄膜具有更平整的表面,Si含量为4.08%(原子分数)时薄膜表面最光滑平整;Ti N薄膜的硬度为2 312 HK左右,掺杂Si元素后,由于细晶强化作用,薄膜的硬度显著提高,Si含量为2.76%(原子分数)时达到最大值,约为3 315 HK;进一步增加Si含量,tisin薄膜硬度略有下降;tisin薄膜的摩擦系数明显低于Ti N薄膜,且随着Si含量增加,摩擦系数逐渐变小,在Si含量为2.76%和4.08%(原子分数)时低至0.4左右。

关键词： tisin薄膜电弧离子镀结构硬度摩擦系数

等离子体增强的磁控溅射tisin薄膜结构与耐蚀性

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电镀与精饰 2021年第2期43卷 11-15页

作者：刘瑞霞朱福栋由国艳鄂尔多斯职业学院内蒙古鄂尔多斯017010

针对磁控溅射固有磁场强度随时间衰减的问题,采用外加磁场增强真空室内等离子密度的方法,在AZ31基体上反应溅射沉积了厚度约2μm的tisin薄膜。应用XRD、SEM研究了等离子体增强的磁控溅射方法所制备薄膜的物相组成、结构、表面形貌,利用... 详细信息

针对磁控溅射固有磁场强度随时间衰减的问题,采用外加磁场增强真空室内等离子密度的方法,在AZ31基体上反应溅射沉积了厚度约2μm的tisin薄膜。应用XRD、SEM研究了等离子体增强的磁控溅射方法所制备薄膜的物相组成、结构、表面形貌,利用电化学工作站研究了等离子体增强的磁控溅射薄膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并与未增强等离子体制备的薄膜做了对比。结果表明:等离子体增强后,薄膜的择优取向发生改变,薄膜致密度更高,薄膜表面粗糙度、缺陷以及晶粒尺寸有所减小,且薄膜在NaCl溶液中的抗腐蚀能力更好,等离子体增强技术对于提高薄膜质量和性能效果显著。

关键词：等离子体磁控溅射 tisin薄膜腐蚀行为