302 / 2022-09-28 20:53:57

TiN/Ti复合薄膜应力与薄膜/基体结合稳定性研究

TiN/Ti复合薄膜,结合稳定性,残余应力,界面状态

摘要：磁控溅射制备出的TiN/Ti复合薄膜具有良好的耐腐蚀性能，已被广泛应用于工业领域。在对某些活性金属零部件进行TiN/Ti表面改性时，由于基体本身化学性质比较活泼，同时TiN/Ti复合薄膜具有较高的残余应力，可能会导致零部件在改性完成后一段时间内便出现裂纹或局部剥落，从而导致薄膜失效。本研究针对TiN/Ti复合薄膜表面改性部件自然时效过程中局部薄膜剥落的问题，为了进一步提高磁控溅射技术制备TiN/Ti复合薄膜的结合力，开展薄膜/基体界面结合状态、薄膜应力优化研究，在活性金属表面制备结合牢固、稳定性高的TiN/Ti陶瓷薄膜，研究TiN/Ti薄膜内应力与薄膜/基体结合稳定性之间的关系。本研究选择金属镁作为基体开展了TiN/Ti薄膜复合结构（调制周期、调制比）体系优化研究，界面状态（离子清洗方式）对薄膜/基体界面结合的影响。主要研究结果表明：

1.  TiN/Ti复合薄膜在镁表面结合稳定性好，调制比为3:2(TiN:Ti)、调制周期为150 nm的TiN/Ti复合薄膜具有最佳的耐腐蚀性能；

2.  经过Xe气刻蚀清洗的薄膜/基体体系拥有更优的结合性能、耐摩擦磨损性能及耐腐蚀性能。