基于电解液微弧放电的碳氮化钛厚膜形成机理分析

摘要

采用电解液微弧碳氮化技术(PECN),在钛合金表面沉积出较厚的Ti(CxN1-x)膜层,用红外光谱研究了改性过程中的气封组成,分析了膜层的形成机理.结果表明:PECN处理过程中的气相产物主要是:CH4、NH3、C2H2、CO、CO2和H2O.各气体产物来自于PECN处理过程中有机物的分解,并且气体之间存在相互作用.随放电时间延长,各气体浓度呈现不同的变化趋势,导致气封中碳、氮势随之改变,继而引起Ti(CxN1-x)膜层中C/N原子比亦相应变化.PECN过程大致可分为:阴极电解析氢、有机物的热分解以形成气封,反应气体在等离子体的作用下分解、电离产生含碳、氮活性粒子,活性粒子向试样表面扩散,在试样表面吸附并发生化学反应形成Ti(CxN1-x)膜.