空心阴极离子镀TiAlN复合薄膜结构及抗氧化性能的研究

摘要

利用IPB30 / 30T型空心阴极离子镀膜机并改变蒸发源料中Ti、Al的比例 ,在不锈钢表面沉积了不同Al含量的TiAlN薄膜 ;电子探针分析结果表明涂层为内层富铝 ,外层富TiN的梯度涂层 ;X -ray衍射分析表明 ,薄膜相结构主要为δ -TiN的B1NaCl结构 ,薄膜的择优取向随着镀料中Al含量的增加由 (111)向 (2 2 0 )转变 .与TiN相似 ,TiAlN薄膜为柱状晶结构 ,但Al的引入使薄膜中使针孔数量和直径减小 ,致密性改善 .6 0 0℃～ 80 0℃下静态空气中恒温氧化实验表明 ,TiN和TiAlN薄膜氧化时都在表面形成金红石结构的TiO2 ,但添加Al的薄膜具有比TiN薄膜更好的抗氧化性 .扫描电镜观察表明 ,添加Al的薄膜表面的氧化膜平整致密 ,无孔洞 ;而TiN薄膜在氧化过程中形成数量众多的孔洞 .6 0 0℃时在NaCl和水蒸气的综合作用下 ,不锈钢基体材料腐蚀严重 ,TiN涂层对不锈钢基体有一定的保护作用 ,但其表面腐蚀产物部分脱落 ,出现大量的腐蚀空洞 ,而TiAlN涂层表面腐蚀产物均匀致密 ,无明显空洞 .