直流磁控溅射和高功率脉冲磁控溅射TiSiN 涂层的结构与性能比较

摘要：

目的 对比研究HiPIMS和DCMS技术对涂层组织、结构与性能的影响,为不同磁控溅射技术制备硬质涂层提供理论依据与实验指导.方法在相同功率密度下,通过HiPIMS和DCMS技术分别制备TiSiN涂层.通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描探针显微镜(SPM)表征涂层的结构和形貌,并通过纳米压痕仪、划痕仪、UMT-3摩擦磨损试验机、电化学工作站表征涂层的力学、摩擦学和耐腐蚀性能.结果与DCMS制备的TiSiN涂层相比,HiPIMS技术所制备的涂层表面更加光滑,结构更为致密,硬度提高了10％,且应力降低了35％,呈低应力高硬度特征,涂层的韧性和结合力也明显提高,膜基结合力由DCMS涂层的40 N提高至50 N.同时,涂层的耐磨和耐腐蚀性能得到提升,摩擦系数降低了18％,腐蚀电流密降低了将近1个数量级.结论与DCMS相比,HiPIMS技术在制备TiSiN纳米复合涂层上具有显著优势,有效提高了涂层的综合使役性能.

关键词：高功率脉冲磁控溅射、TiSiN涂层、纳米复合、低应力、高硬度

所属期刊栏目：48

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目51875555, 11705258, 51801226;宁波市自然科学基金2018A610175

在线出版日期：2019-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：70-77