高功率脉冲磁控溅射TiNb靶材等离子特性及其对薄膜性能影响

摘要：

为了研究高功率脉冲磁控溅射TiNb靶材等离子特性及其对薄膜结构性能的影响,采用高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS),通过改变TiNb靶材的峰值溅射功率在Si(100)和316L基体上沉积TiNb薄膜,利用等离子发射光谱(OES)研究峰值功率对基片前离子原子比的影响,采用X射线衍射技术(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、纳米硬度计、球盘往复摩擦机以及电化学工作站等试验设备,研究Ti、Nb离子原子比对TiNb薄膜微观结构、力学性能及耐腐蚀性能的影响.结果表明,Ti和Nb离子原子比率随峰值功率增加而增加,在峰值功率为59.42 kW时Ti的离子原子比达到60％,Nb的离子原子比达到56.9％,离化原子比相对于峰值功率35.98 kW时增加1倍.不同峰值功率下制备的薄膜均出现BCC结构的β-TiNb(110),β-TiNb(200)和β-TiNb(211)衍射峰,薄膜以纳米晶存在,高的Ti、Nb离子原子比可以增加晶粒尺寸,降低TiNb薄膜残余压应力,引起薄膜的硬度、耐磨性以及耐腐蚀性能下降.低的峰值功率下可以得到力学性能及耐腐蚀性能更好的薄膜.

关键词：高功率脉冲磁控溅射、TiNb薄膜、离子原子到达比、力学性能、耐腐蚀性能

所属期刊栏目：35

分类号：TG179(金属学与热处理)

资助基金：表面物理与化学重点实验室;荆门市科技计划资助项目

在线出版日期：2023-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：254-263