反应溅射TiN纳米晶薄膜的结构特征和耐蚀性

曲彬¹，张金林²，贺春林²

1. 沈阳工学院基础教育学院2. 沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室

摘 要：利用直流反应溅射技术在不锈钢和硅基体上沉积了TiN纳米晶薄膜,采用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）和电化学阻抗谱（EIS）技术研究了薄膜的表面形貌、相结构和耐蚀性与偏压的关系。结果表明,TiN薄膜的表面结构明显取决于所施加的偏压,适当提高偏压有利于获得细小、均匀、致密和光滑的膜层。XRD分析发现,TiN薄膜为面心立方结构,其择优取向为（111）面。实验显示,对应0V和-35V偏压的薄膜为欠化学计量比的,而偏压增加至-70V和-105V时的薄膜为化学计量比的TiN。EIS结果表明,较高偏压下的TiN薄膜几乎在整个频率范围内均表现为容抗特征,其阻抗模值明显高于低偏压下的膜层,这主要与较高偏压下的薄膜具有相对致密的微结构有关。较低偏压的TiN薄膜因结构缺陷较多其耐蚀性低于基体不锈钢。EIS所揭示的薄膜结构特征与FESEM观测结果一致。可见,减少穿膜针孔等结构缺陷有利于改善反应溅射TiN纳米晶薄膜耐蚀性。

关键词：TiN;纳米晶薄膜;反应溅射;微结构;耐蚀性;