辉弧放电过渡区间靶电流密度对TiN薄膜结构及性能的影响

通过可调脉冲电源控制模式将气体放电伏安特性引至辉弧放电过渡区间,并在不同的电流密度条件下制备了TiN薄膜,采用XRD,SEM,TEM,纳米压痕仪与涂层附着力自动划痕仪等表征方法对比研究了辉弧放电过渡区间靶电流密度对薄膜组织结构、硬度及膜基结合强度的影响。结果表明,随着电流密度增大,镀料粒子由溅射环境的碰撞脱靶逐渐转变为碰撞增强热发射脱靶,具有更高密度、高离化、高能量的沉积粒子;薄膜由非晶态逐渐转变为晶态,具有更为良好的表面质量和致密程度,且薄膜的硬度、膜基结合力分别由13.4 GPa、2.4 N提高至24.7 GPa、21.6 N。