沉积气压对杂化离子镀TiCN薄膜结构和性能的影响

TiCN薄膜在刀模具领域有着广泛的应用前景,但它的结构和性能往往随制备工艺参数的不同而有较大差异。为了研究沉积气压对杂化离子镀TiCN薄膜结构和性能的影响,找到合适的Ar和N2分压比以优化工艺参数,采用杂化离子镀技术在高速钢、硅片以及不锈钢片表面制备TiCN薄膜,通过改变沉积过程中Ar和N2的分压获得不同的薄膜。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、维氏硬度计、摩擦磨损仪、XP-2台阶仪对薄膜的物相结构、表面形貌、显微硬度、摩擦因数和沉积速率进行表征。结果表明:TiCN膜层择优生长方向主要表现为TiCN相的(111)晶面;试验中保持Ar分压为0.1Pa不变,增加N2分压,即沉积气压增大,薄膜的显微硬度先升高再降低,对应摩擦因数先降低再升高,沉积速率不断减小最终趋于平缓,而表面形貌受沉积气压变化的影响很小。

靶基距对杂化离子镀TiCN薄膜结构和性能的影响

以基底与溅射碳靶之间的距离(靶基距)为变量参数,采用杂化离子镀技术在高速钢、硅片以及不锈钢片表面制备Ti CN薄膜。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、维氏硬度计、XP-2台阶仪分别对薄膜的物相结构、表面形貌、显微硬度、沉积速率进行表征,研究了靶基距对薄膜结构和性能的影响。结果表明,所制备的Ti CN薄膜具有晶体结构,膜层沿Ti CN(220)晶面择优生长;靶基距的增加会使薄膜的沉积速率逐渐增快,但薄膜中C的掺杂量、显微硬度则会随之下降,表面质量也不断变差。