基体放置状态与脉冲偏压幅值对大颗粒形貌和分布的影响

利用电弧离子镀方法制备了TiN薄膜,研究了脉冲偏压幅值和试样放置状态对Ti大颗粒形貌和分布规律的影响。采用扫描电子显微镜观察了薄膜的表面形貌,利用Image J科学图像软件对Ti大颗粒的数目和尺寸进行了分析。结果表明:在不施加脉冲偏压时,随着试样表面与靶表面放置方向从平行到垂直,大颗粒数目迅速由4964降低到3032,所占薄膜的面积比从12.1%减少到4.7%;而在相同的放置方向下,发现静止状态下的薄膜表面大颗粒数目较少,尺寸也较小,而转动状态下大颗粒形貌差别较大,尺寸和所占的面积比较大。随着脉冲偏压幅值的增加,在各个放置状态下大颗粒都出现了先减小后增加的趋势,当幅值在-400 V时,薄膜表面大颗粒所占的面积比都达到最小值。

脉冲负偏压幅值对复合离子镀制备TiCN薄膜结构和性能的影响

采用复合离子镀技术,在不同脉冲负偏压幅值下于304不锈钢表面制备TiCN薄膜,研究了负偏压幅值对薄膜成分、结构、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着负偏压幅值升高,钛、碳与氮元素的原子比以及碳与钛元素的原子比先增大后减小,薄膜表面的颗粒及针孔、凹坑等缺陷尺寸减小,数量减少,表面形貌得到改善;薄膜主要由TiCN相组成,随着负偏压幅值增大出现(111)晶面择优取向,且薄膜的显微硬度先增大后减小,并在负偏压幅值为300V时达到最大,为2 690HV;薄膜的摩擦磨损性能优于基体的,随着负偏压幅值增加,薄膜的摩擦因数不断降低,在负偏压幅值为300V时约为0.355,此时薄膜的摩擦磨损性能最优。