非平衡磁控溅射沉积Ti-N薄膜色彩和性能调控研究

发布时间：2018-06-25 22:06

  本文选题：磁控溅射 + Ti-N薄膜　； 参考：《表面技术》2017年06期

【摘要】：目的研究Ti-N薄膜颜色和硬度及其结合强度的影响因素。方法利用封闭磁场非平衡磁控溅射离子镀膜技术,该变溅射偏压、氮气流量等参数,分别在304不锈钢基体和载玻片基体上沉积多彩Ti-N薄膜。用努氏硬度、划痕法和球坑法分别评价Ti-N薄膜的显微硬度和结合强度等性能。结果当偏压和溅射电流分别为-60 V和2 A时,将反应气体氮气流量从3sccm逐渐增加到20sccm,Ti-N薄膜颜色依次发生从"淡黄-金黄-红黄-紫红-金黄"的循环变化趋势。薄膜的硬度随氮气流量的增加在601~700HK之间呈逐步上升的趋势。膜基结合普遍较好。当氮气流量和溅射电流分别为10sccm和2 A时,将负偏压从-50 V逐渐增加到-120 V,薄膜颜色从淡黄色变成金黄色,膜基结合强度较好。硬度随偏压的增加变化不明显。结论影响Ti-N薄膜颜色的主要因素为氮气流量,偏压也可以轻微地改变薄膜颜色,但对薄膜性能影响并不明显。
[Abstract]:Objective to study the influence factors on the color, hardness and bonding strength of Ti-N thin films. Methods using the closed magnetic field unbalanced magnetron sputtering ion plating technique, the colorful Ti-N thin films were deposited on 304 stainless steel substrates and on glass substrates with the parameters of variable sputtering bias voltage and nitrogen flow rate, respectively. The microhardness and bonding strength of Ti-N films were evaluated by Knoop hardness scratch method and ball pit method respectively. Results when the bias voltage and sputtering current were -60 V and 2 A, the flow rate of reactive gas nitrogen gradually increased from 3sccm to 20SC cm ~ (-1) Ti-N film color, which occurred in turn from "light yellow, golden yellow, red yellow, purple red to golden yellow". The hardness of the film increases gradually with the increase of nitrogen flow rate in the range of 601 ~ 700HK. The membrane binding is generally good. When the nitrogen flow rate and sputtering current are 10sccm and 2 A, the negative bias voltage is gradually increased from -50 V to -120 V, and the film color changes from light yellow to golden color, and the bonding strength of the film is better. The hardness does not change obviously with the increase of bias voltage. Conclusion the main factor affecting the color of Ti-N thin film is nitrogen flow rate and bias voltage can change the color of the film slightly, but the effect on the film properties is not obvious.
【作者单位】： 宁波工程学院材料与化学工程学院;
【基金】：浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)项目(2014R422012)~~
【分类号】：TB383.2

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本文编号：2067694