N_2流量对HIPIMS制备TiSiN涂层结构和力学性能的影响

摘要

采用高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）技术在N2流量为10～50mL／min下沉积TiSiN涂层，利用台阶仪，XRD，XPS，SPM，SEM，HRTEM和纳米压痕仪对涂层的沉积速率、相结构、成分、形貌和力学性能进行了分析，并研究了不同N2流量对等离子体放电特性的影响．结果表明，在不同N2流量下，TiSiN涂层均具有非晶Si，N。包裹纳米晶TiN复合结构，涂层表面粗糙度尼为0．9～1．7NM;随N2流量的增加，等离子体的放电程度减弱，离化率降低，TiSiN涂层沉积速率降低，其Ti含量逐渐降低．Si含量逐渐增加，但变化幅度较小；涂层择优取向随N：流量的增加发生改变，晶粒尺寸逐渐增大，硬度和弹性模量逐渐降低，涂层硬度最高为（35．25±0．74）GPa．