电弧离子镀TiN薄膜表面液滴及其对薄膜性能的影响研究

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1、中图分类号!Q!Z垒UDC34硕士学位论文学校代码!Q§三3密级公珏电弧离子镀TiN薄膜表面液滴及其对薄膜性能的影响研究StudyofDropletsanditsEffectonPerformanceofTiNFilmsPreparedbyArcIonPlating作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：龚才材料工程材料表面工程材料科学与工程学院陈明安教授代明江教授论文答辩日期兰坐叫答辩委员会主席罩惮中南大学二。一三年五月原创性声明IIIIIIIIIIIUlIIIUIIIY2423243本人声明，所呈交的学位论文是本人在导

2、师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：壅茎日期：巫年上月盐日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息

3、研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：n导师签名陟期：鲨年￡月丝日中南大学硕士学位论文摘要电弧离子镀TiN薄膜表面液滴及其对薄膜性能的影响研究摘要：本文采用电弧离子镀技术制备TiN薄膜，研究了N2压强、脉冲偏压、弧电流和不同基体表面状态(粗糙度、硬度和预渗氮)对薄膜表面液滴数量及尺寸的影响，并在此基础上研究了液滴对薄膜性能的影响。研究发现：．1、N2压强、脉冲偏压和弧电流对薄膜表面液滴的数量和尺寸影响较大。随N2压强和脉冲偏压的增加，薄膜表面液滴的数量、尺寸减小；随弧电流的增大，薄膜表面液滴的

4、数量、尺寸增大。2、基体表面粗糙度对薄膜表面形貌及力学性能的影响较大。薄膜表面粗糙度与基体原来的表面粗糙度一一对应。随基体表面粗糙度增加，基体表面液滴数量降低，凹坑数量增加，膜／基结合强度逐渐降低，薄膜摩擦系数逐渐增大。3、基体硬度对薄膜表面液滴数量影响不大，但对薄膜的力学性能影响较大。基体硬度从343HVo．3增加到670HVo．3，膜／基结合强度从33．2N增加到66．5N，薄膜摩擦系数从O．5575下降到0．4581。4、基体预渗氮处理对薄膜表面液滴和力学性能有较大影响。与未渗氮相比，基体预渗氮降低了附着在基体表面液滴的数量和尺寸。基体未渗氮时

5、，膜／基结合强度为58．3N，渗氮后，膜／基结合强度超过100N。同时，基体预渗氮处理后薄膜摩擦系数也降低了很多。5、电弧离子镀制备的TiN薄膜表面存在的液滴有的位于薄膜表面，有的被埋入膜层中，还有一些贯穿于整个膜层；膜层中除了液滴缺陷外，还存在着缝隙、针孔、凹坑等缺陷，这些缺陷或多或少都与液滴有关。这些缺陷使腐蚀介质能够通过它们到达基体表面使基体材料发生腐蚀，进一步的腐蚀又会导致薄膜破裂、脱落，使薄膜失去对基体材料的保护作用。随着基体表面粗糙度的增大，镀膜后膜层中的缺陷也增多，从而使基体更容易发生腐蚀。图片67副，表8个，参考文献65篇关键词：电弧

6、离子镀；液滴；TiN薄膜；力学性能；腐蚀分类号：TGl74中南大学硕士学位论文StudyofDropletsanditsEffectonPerformanceofTiNFilmsPreparedbyArcIonPlatingAbstract：TiNfilmsweredepositedusingarcionplatingtechnology．111eeffectsofnitrogenpressure，substratebiasvoltage，arCcurrentandsubstratesurfacestates(substratesurfaceroug

7、hness，substratehardnessandsubstratepre—nitriding)ondropletsontheTiNfilmssurfacewerestudiedbyscanningelectronmicroscopy．Andonthebasisofthesestudies，theinfluencesofdropletsonfilmpropertieswereinvestigated．Theresultsareasfollows：1．Itwasfoundthatnitrogenpressure，substratebiasvoltag

8、eandarCcurrenthadgreatinfluencesonthenumberandsizeofdr