多弧离子镀TiN与不同金属基材间的接触界面与表面特性

摘要

用多弧离子镀技术在不同金属基材上进行TiN镀膜实验,制备了TiN/Fe、 TiN/Cu和TiN/Cr/Cu复合膜.借助扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)和光电子能谱(XPS),研究了TiN与Fe、 Cu和Cr/Cu三种不同衬底接触界面的形貌、结构及其表面特性.SEM观察发现,在一定离子镀膜条件下, TiN涂层可与Fe、 Cu和Cr/Cu金属基材形成均匀平整的接触界面,在铜基上TiN界面清晰,在Fe与Cr/Cu界面有明显的层状晶界微结晶分布.XRD分析显示, Fe、 Cu和Cr/Cu表面生成的薄膜都包含TiN、 Ti2N等多晶相,在Cr/Cu界面还包含Ti-Cr的金属间化合物.XPS结果表明,表面除了TiN膜外,还生成TiO2和TiOxNy等氧化膜.Ar+刻蚀5 min后, TiO2消失, TiOxNy减少, TiN则呈增加趋势.TiN与Cr/Cu界面形成明显的Ti-Cr和Cr-Ni互扩散层,这有助于增强薄膜附着力,形成较牢固的TiN涂层.