依據(jù)微弧放電區(qū)間大電流高電壓,可大幅度提高陰極靶面離子轟擊強度及轟擊密度的特點,本課題利用雙脈沖電場環(huán)境,通過調控平均靶電流使氣體放電伏安特性處于輝光放電區(qū)間以及具有反歐姆特性的微弧放電區(qū)間,同時在微弧放電區(qū)間不同氮氣流量下制備TiN薄膜,并對薄膜的微觀結構,力學及耐腐蝕性能進行檢測與分析,研究不同氣體放電區(qū)間下所制備TiN薄膜的性能差異以及微弧放電區(qū)間氮氣流量對TiN薄膜結構與性能的影響,得到如下結論:利用雙脈沖電場環(huán)境,通過提高平均靶電流的方式將氣體放電伏安特性由輝光放電區(qū)間(平均靶電流<2.5A)引入到微弧放電區(qū)間(平均靶電流>2.5A),并制備多組TiN薄膜。通過對薄膜的物相及結構的分析可知:隨著平均靶電流的增大,TiN薄膜的擇優(yōu)取向由輝光放電區(qū)間的(200)晶面轉變?yōu)槲⒒》烹妳^(qū)間的(111)晶面,且結晶程度有明顯提高;晶粒由無序的團簇結構轉變?yōu)橐?guī)則的三角錐狀結構。對薄膜的硬度、結合強度及耐腐蝕性研究可知:輝光放電區(qū)間與微弧放電區(qū)間的變化規(guī)律一致,均隨著平均靶電流的增加呈遞增的趨勢;當平均靶電流增大至最大值3A時,薄膜具有最大的硬度(27.1GPa)和H/E值(0....

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 薄膜的形成過程與結構
        1.2.1 薄膜的形成過程
        1.2.2 薄膜的結構
    1.3 磁控濺射技術的發(fā)展
        1.3.1 磁控濺射的工作原理
        1.3.2 磁控濺射的優(yōu)缺點分析
        1.3.3 磁控濺射的發(fā)展趨勢
    1.4 微弧區(qū)沉積粒子的脫靶方式轉變及電場環(huán)境的選擇
        1.4.1 微弧區(qū)沉積粒子脫靶方式的轉變
        1.4.2 電場環(huán)境的選擇
    1.5 研究目的及意義
    1.6 研究內(nèi)容
    1.7 技術路線圖
2 實驗原理與方法
    2.1 試樣基材及預處理
    2.2 實驗設備
    2.3 薄膜制備過程及工藝參數(shù)
        2.3.1 薄膜制備過程
        2.3.2 工藝參數(shù)的設定
    2.4 薄膜結構與性能測試
        2.4.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)形貌分析
        2.4.3 原子力顯微鏡(AFM)形貌分析
        2.4.4 薄膜的厚度及沉積速率分析
        2.4.5 透射電子顯微鏡(TEM)分析
        2.4.6 薄膜的顯微硬度分析
        2.4.7 薄膜的膜基結合強度分析
        2.4.8 薄膜的耐蝕性分析
3 不同放電區(qū)間平均靶電流對TiN薄膜結構與性能的影響
    3.1 不同平均靶電流對脫靶機制及離化率的影響
    3.2 不同平均靶電流下TiN薄膜的物相分析
    3.3 不同平均靶電流下TiN薄膜的組織形貌分析
    3.4 不同平均靶電流下TiN薄膜的表面粗糙度分析
    3.5 不同平均靶電流下TiN薄膜的微觀形貌分析
    3.6 不同平均靶電流下TiN薄膜的力學性能分析
        3.6.1 顯微硬度分析
        3.6.2 膜基結合強度分析
    3.7 不同平均靶電流對TiN薄膜耐蝕性的影響
    3.8 本章小結
4 微弧放電區(qū)間氮氣流量對TiN薄膜結構與性能的影響
    4.1 不同氮氣流量下TiN薄膜的物相分析
    4.2 不同氮氣流量下TiN薄膜的組織形貌分析
    4.3 不同氮氣流量對TiN薄膜沉積速率的影響
    4.4 不同氮氣流量下TiN薄膜的表面粗糙度分析
    4.5 不同氮氣流量下TiN薄膜的微觀形貌分析
    4.6 不同氮氣流量對TiN薄膜力學性能的影響
        4.6.1 顯微硬度分析
        4.6.2 膜基結合強度分析
    4.7 不同氮氣流量對TiN薄膜耐蝕性的影響
    4.8 本章小結
5.結論
致謝
參考文獻



本文編號：3806059