反应磁控溅射法制备(Ti,Al)N薄膜的力学性能

摘要

采用镶嵌靶反应磁控溅射技术,通过调节氮分压及基体偏压在M2高速钢基体表面制备了一系列耐热的 (Ti,Al)N硬质薄膜,并用XRD,EDS及纳米压入法、划痕法等方法研究了(Ti, Al)N薄膜的成分、相结构与力学性能的关系.结果表明,氮分压和基体偏压对(Ti, Al)N薄膜取向及Ti、Al、N原子含量有明显影响,从而导致薄膜硬度及膜基结合性能发生变化.研究中,在氮分压为33.3×10~(-3) Pa、基体偏压为-100 V时制备的(Ti, Al)N薄膜力学性能最优,其纳米硬度为43.4 GPa,达到40 GPa超硬薄膜的要求.