多弧离子镀氮化物薄膜的性能及应用

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1、大连理一人学硕+学位论文摘要本文综述了多弧离子铖沉积技术的原理和发展，阐述了多弧离子镀沉积技术在¨p方面的应用。介绍了多弧离子镀殴箭构成，并以cr、Ti、TiAI靶为例，测量了实验系统中影II向沉积薄膜性能的有关参数。采用多弧离子镀沉积Cr-N、TiAlN硬质薄膜，分折了不同参数对薄膜结构和性能的影响，例如N：—船气氛比，衬底偏压，弧电流等。分析结果表明，C卜N薄膜显著提高了基体的显微硬度和涮磨性，Cr—Nj}删}{硬度是基底硬度的4．8倍。X射线衍射谱表明，随着氮气含量的提高，Cr-N薄膜『

2、≈棚结构毁乍改变，从单相Cr-Cr2N，然后过渡到&jN+CrN，

3、最后到单相CrN。’实验维粜1：螋与选择的气氛比有关。而剥J1TiAIN来

4、兑，沉积薄膜中主要以TiAIN与11i2AIN为扎也岔fJAIN与TiN，A1列薄膜碰f复的影响是由于Al原予的加入改变了薄膜的纠I纵?削’，j所造成的。偏压对制备的C1-N薄膜的硬度影响较小。弧电流对硬度的影ll向较人，'jsi．tIU流增加，薄膜的硬度降低。分析认为，弧电流增大，金属粒子的数量增加，金槭牲r平¨N粒子相对含量发生变化，从而导致薄膜的微观结构发生改变。刘Cr-N薄膜进行X!；¨线衍射分析．结果表明，弧电流增大，Cr．N薄膜x射线的主峰由C1‘N圳坐为Cr桐，关键词：多

5、弧离子镀、Cr一＼薄膜、TiAIN薄膜、收集电流密度、结合力多弧离子镀氮化物薄膜的性能及应用Theperformanceandtheapplicationofthemetalnitridethinfilmbymulti—arcsionplatingThedepositionprincipleanddevelopmentofmulti‘arcionplatingtechnologyareintroducedinthispaper．nleindustrialapplicationofthisdepositiontechnologyisalsodescribed．n

6、estructureofthisionplatingequipmentisrecited．111eeffectsofsomeparametersonthefilmsarestudiedusingCr，TiandTiAlasthetarget．Cr-NandTiAlNfilmsaredepositedinthisequipment,theinfluencesofdepositionparametersonthestructureandpropertiesofthefilmsareanalyzed，suchastheratio&gas(N2andAr)，arccu

7、rrent，andbiasvoltage．TheresultsshowthatthehardnessandthewearresistancepropertyofthefilmsandthatsubstmtesareimprovedbydepositingCr-Nfilms．XRDanalysesindicatethatwiththeincreasingoftheratioofN2，thes仃ucturesoftheCr-NfilmsarechangedfromCrtOCr2N，thenCr2N+CrN，finallyCrN．，itispossibletober

8、elatedtotheN2ratioofthemixinggas．．ButsaidregardingTiAIN，indepositionthinfilmmainlyiscomposingofTiAlNandTi2A1Nprimarily，alsoincludesA1NandTiN，alongwiththeNzflowcapac耐increase，itsmicrohardnessandthebindmgenergyallchangesslightly．捌totheinfluenceofthinfilmhardnessisbecausethe舢atomjoined

9、changesthethinfilmstructuretocr钮te．Intheexperiment，biasvoltagehaslittleeffectonthehardnessofCr-Nfilms，whilearccurrentisthemainparametertocontrolthehardnessofCr_Nfilms．T№higherthearccurrentis．thelowerthehardnessis．ItisbecausethatthemainstructuresofthefilmschangefromCrtoCrNwhenarccurr

10、entdecrease．KeyWord