PVD法制备的(Ti,Al)N硬质膜热稳定性研究

采用空心阴极离子束辅助多弧离子镀技术在高速钢表面沉积(Ti,Al)N硬质膜,并将其分别在空气和保护气氛中、不同温度下加热,研究膜层的热稳定性。利用X射线衍射和差热分析方法确定了相组成及其变化;观察和检测了膜的表面形貌、粗糙度和纳米压痕硬度。结果表明,膜表面粗糙度0.2190,硬度值34.19 GPa,经空气中700℃加热后,膜层中TiN相开始分解生成TiO_2,当温度升至900℃时膜分解开裂,硬度值降至12.27 GPa,失去保护作用。而在保护气氛下,膜层经1200℃高温加热后与未加热膜相比较,物相组成与表面形貌稍有变化,硬度值降为28.23 GPa。显示出(Ti,Al)N膜具有良好的热稳定性。

多弧离子镀(Ti,Al,Cr)N硬质膜的沉积工艺与力学性能

采用多弧离子镀技术并使用合金靶制备(Ti,Al,Cr)N多组元硬质膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪对(Ti,Al,Cr)N膜层表面及断面形貌、成分、结构等进行观察测定,系统考察了沉积工艺对(Ti,Al,Cr)N膜层质量、硬度、膜/基结合力的影响,通过与Ti N,(Ti,Al)N和(Ti,Cr)N等硬质膜进行比较,发现采用Ti-Al-Cr合金靶所制备的(Ti,Al,Cr)N硬质膜具有更高的硬度和更好的附着力,同时对沉积工艺有较强的适应性。

(Ti,Al,Cr)N膜系的研究进展

总结了(Ti,Al,Cr)N膜系的沉积方法并讨论了化学成分、N2流量以及基底偏压等工艺参数对薄膜产生的影响,针对(Ti,Al,Cr)N膜系的相组成与膜层成分、抗氧化性、耐腐蚀性、显微硬度、抗摩擦磨损性能以及膜基结合力等方面进行了详细阐述。在此基础上,对(Ti,Al,Cr)N膜系的未来发展进行了展望,以期为多组元氮化物硬质膜的研究提供参考。