磁控溅射沉积Ti/TiN多层膜的组织特征及耐磨损性能

摘要：

采用固定Ti间隔层厚度,改变TiN层厚度的方法在Ti6Al4V合金表面制备Ti/TiN多层膜,研究循环周期对Ti/TiN多层膜的相结构、形貌特征、结合力、硬度和在模拟人体液中摩擦磨损行为的影响.结果表明,与TiN单层膜相比,Ti/TiN多层膜中TiN由(111)择优取向转变为(200)择优取向,多层膜表面粗糙度、硬度和结合力得到显著改善.增加循环周期降低Ti/TiN多层膜表面硬度,但有利于提高结合强度.多层Ti/TiN膜的强韧化主要来自于TiN层的细晶强化和界面共格强化效应.当TiN与Ti层厚度比为30,循环周期为3时,Ti/TiN多层膜具有良好的综合性能,硬度为15.8 GPa,结合强度为50N,摩擦系数为0.35,体积磨损率低于4.0× 10-6 mm3/(N·m).

关键词：Ti/TiN多层膜、磁控溅射、循环周期、组织结构、磨损性能

所属期刊栏目：51

分类号：TG178(金属学与热处理)

资助基金：教育部科学技术研究重大资助项目313014

在线出版日期：2015-12-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1531-1537