高能喷丸对TA2表面TiN薄膜生长和力学性能的影响

利用脉冲磁控溅射法分别在工业纯钛TA2表面和高能喷丸（HESP）工业纯钛TA2表面沉积TiN薄膜，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）分析TiN薄膜的形貌、晶体结构，采用划痕仪、纳米压痕仪测量TiN薄膜的膜基结合力、硬度和弹性模量，研究TA2基材HESP对TiN薄膜生长和力学性能的影响。结果表明：在脉冲磁控溅射条件下，基材HESP可改变TiN薄膜生长择优取向，原始基材表面TiN薄膜为（200），（220）晶面共同择优生长，而HESP20min基材表面（200）面择优取向十分明显；基材HESP可改变TiN薄膜生长方式，原始基材表面TiN薄膜为混合生长，HESP基材表面薄膜变成层状生长，使薄膜更致密；基材HESP可提高TiN薄膜膜基结合力，原始态基材表面TiN薄膜结合力为21．4N，HESP20rain基材表面TiN薄膜结合力达到42．3N，提高了约一倍；基材HESP可以提高TiN薄膜抵抗塑性变形能力，且原始基材表面TiN薄膜硬度和弹性模量最小，分别为30．1，343．6GPa，HESP20min基材表面TiN薄膜硬度达到35．1GPa，弹性模量达到347．9GPa。