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高功率复合脉冲磁控溅射(HHPPMS)技术,以其高的金属离化率,不含有大颗粒离子束,生成的薄膜结构致密,薄膜性能优异,成为国外研究的热点。本文对高功率复合脉冲磁控溅射(HHPPMS)的放电特性进行了深入的研究,分别探讨了在Ti和Zr靶下氩氮流量比、靶电压、复合直流、脉宽、脉冲频率和气压等工艺参数对靶电流和基体电流的影响。结果表明,氩氮流量比在小范围内对靶电流和基体电流的影响不明显;随着靶电压和复合直流的增加靶电流和基体电流均呈上升趋势,且复合直流数值增大可以明显改善脉冲的起辉效果;由于Ti靶和Zr靶溅射产额不同,因此脉宽和脉冲频率对Ti靶和Zr靶情况下靶电流和基体电流的影响也有些差异。电子流对Zr靶的基体电流影响显著,使其基体电流下降。通过HHPPMS在不锈钢基体上成功地沉积了ZrN和TiN薄膜。研究了氩氮流量比、工作气压和直流偏压、对TiN和ZrN薄膜的沉积速率、表面形貌、相结构、结合力、纳米硬度、摩擦磨损以及腐蚀特性的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)对膜层的表面形貌和结构进行检测。用划痕测试仪、纳米压痕仪、摩擦磨损试验仪和电化学腐蚀试验装置对涂层的结合力、纳米硬度及其在试验环境下摩擦磨损性能和抗腐蚀性能进行了测试。研究结果表明,与直流磁控溅射(DCMS)相比,HHPPMS制备的ZrN和TiN薄膜表面更加致密光滑,且孔隙等缺陷也更少,薄膜表面平均粗糙度更小。偏压对薄膜的表面粗糙度影响显著,在-100V时表面粗糙度最低,为1.174nm。与DCMS相比,采用HHPPMS镀膜时,薄膜的晶体结构发生改变,ZrN薄膜(111)择优取向更加明显。DCMS和HHPPMS制备薄膜的膜基结合没有明显的差别,均在50N左右;ZrN的硬度在直流磁控溅射和预离化高功率磁控溅射下均为30Gpa左右。而在HHPPMS中,气压对硬度的影响显著,在气压为0.7Pa时,硬度在20Gpa左右。氩氮流量比、气压和基体偏压对ZrN薄膜的摩擦磨损性能影响显著,HHPPMS制备的ZrN薄膜分别在氩氮流量比10/1.5、气压0.5Pa和偏压-100V时的,耐磨性能最好。DCMS和HHPPMS制备ZrN薄膜的耐腐蚀性能较基体均有所提高