铝合金表面氮和钛等离子体基离子注入改性层XPS研究

摘要

用XPS(X射线光电子能谱)和GXRD(小掠射角X射线衍射)研究了铝合金等离子体基离子注入氮再注入钛最后复合注入氮和钛改性层的成分分布及相结构, 并用Gaussian-Lorentzion峰位拟合方法分析了改性层中不同深度处各元素的化学态及其在相结构中的分布. 结果表明, 复合改性层的表层有较高浓度的氮和钛, 次表层有较高浓度的钛及一定浓度的氮, 铝/钛界面有较宽的过渡区, 基体中氮呈高斯分布. 改性层主要由TiN, TiO2, α-Ti, TiAl3, Al2O3和AlN等组成, 氮和氧还以固溶态的形式存在. 最表层含有大量TiN及部分TiO2; 次表层含有大量α-Ti及许多TiN; 过渡层由TiO2, TiN, TiAl3, Al2O3和AlN等组成; 注氮层包括AlN, Al2O3及α(Al). 各元素在相应相结构中的浓度分布与其成分深度分布基本相似.