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沉积周期对TiN/TiCrN多层薄膜微观结构和性能的影响

电弧离子镀；TiN/TiCrN多层薄膜；沉积周期；相结构；纳米硬度

本文利用电弧离子镀技术在M2高速钢基体和单晶硅片上制备TiN/TiCrN纳米多层薄膜，研究了沉积周期对于TiN/TiCrN多层薄膜表面与截面形貌和相结构的影响，并利用纳米压痕仪、洛氏压痕仪和电化学工作站分析TiN/TiCrN多层薄膜的纳米硬度、弹性模量、膜基结合力和电化学腐蚀性能。结果表明，随着沉积周期的增加，膜层厚度逐渐增加，在沉积周期为100s/150s时，厚度达到最大值699nm；TiN/TiCrN多层膜都以（220）晶面择优取向，在沉积周期为100s/150s时，纳米硬度达到最大值40.366GPa，同时所有薄膜的纳米硬度都在27GPa以上，是M2高速钢基体硬度的3倍以上。当沉积周期为50s/150s时，多层薄膜的膜基结合力达到HF1等级，此时Cr原子含量最高，Cr原子的增加提高了膜基结合力。在沉积周期为100s/100s时，TiN/TiCrN多层薄膜的自腐蚀电位达到最大值-0.430V，比基体提高了542mA，同时其自腐蚀电流达到最小值5.643´10^-7A。