【摘 要】
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和TiN薄膜相比,(Ti,Al)N薄膜具备了许多优良的特性,如:高硬度、抗高温氧化性能、良好的耐磨性等。因此,(Ti,Al)N薄膜在切削刀具、工模具领域应用广泛。本文以(Ti,Al)N薄膜为
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和TiN薄膜相比,(Ti,Al)N薄膜具备了许多优良的特性,如:高硬度、抗高温氧化性能、良好的耐磨性等。因此,(Ti,Al)N薄膜在切削刀具、工模具领域应用广泛。本文以(Ti,Al)N薄膜为研究对象。采用反应磁控溅射的方法,利用Ti-Al镶嵌靶,在氮气-氩气混合气氛下,制备具有不同力学性能和结构成分的(Ti,Al)N薄膜。运用纳米压入法、划痕法和SEM、AFM、EDS、XRD、XPS等测试方法测量(Ti,Al)N薄膜的微观力学性能、表面形貌和组织结构。主要研究氮气分压、基体偏压等工艺参数对(Ti,Al)N薄膜力学性能、表面形貌、组成成分及微观组织结构的影响规律,探讨(Ti,Al)N薄膜优良微观力学性能的形成机理。本试验制备的(Ti,Al)N薄膜最高硬度可达48GPa,弹性模量达到430 GPa,最佳膜/基界面结合强度达到40N。通过EDS、XRD和XPS综合分析,薄膜主要相组成为Ti3AlN和非晶态AlN。Al原子固溶在TiN晶格中,引起晶粒尺寸的减小和应力状态的改变,同时弥散存在的非晶态AlN相是(Ti,Al)N薄膜具有优良力学性能的主要原因。氮气分压、基体偏压对(Ti,Al)N薄膜的微观力学性能、成分结
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