N2流量对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜结构和结合强度的影响

摘要

以高纯Ti和Ni为靶材,在不同N2气流量下反应磁控共溅射了TiN/Ni纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜和划痕试验研究了N2气流量对复合膜微结构、界面结合力和摩擦系数的影响.结果表明,共溅射TiN/Ni纳米复合膜组织细小、表面光滑、致密.TiN为fcc结构,其择优取向为(111)面.随N2气流量增加,复合膜孔隙率、晶粒尺寸和沉积速率均出现不同程度的下降;而膜表面粗糙度先减小后增大,界面结合力则先提高后下降.本实验条件下,在N2气流量为16 mL/min时所沉积的复合膜表面粗糙度最小、界面结合力最好,分别为2.75 nm和44.6 N,此时复合膜的摩擦系数最低,为0.14.