氮气流量对TiN薄膜组织结构及力学性能的影响

钟一昌¹，任兴润¹，黄柱¹，陈颢^1,2

1. 江西理工大学材料科学与工程学院2. 钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心

摘 要：采用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积Ti N薄膜,通过扫描电子显微镜、显微硬度计、CSPM5500扫描探针显微镜、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损仪等分析测试手段,研究氮气流量对薄膜形貌、成分、结构、硬度、表面粗糙度、耐磨损等性能的影响.结果表明,随着氮气流量的增加,薄膜的显微硬度、膜厚都逐渐降低,膜基结合力逐渐增加,膜基结合力在16 m L/min时达到最大67.2 N;表面粗糙度和平均摩擦系数均在8 m L/min时最低.随着氮气流量增加,薄膜主要生长取向由(200)晶面转向(111)晶面生长;Ti N薄膜的颜色也随氮气流量增大而加深,8 m L/min和12 m L/min时为金黄色,4 m L/min和16 m L/min时颜色较差.

关键词：磁控溅射;TiN薄膜;组织结构;显微硬度;氮气流量;