TiTiN多层膜CrCrN多层膜电弧离子镀调制周期腐蚀性能耐磨性论文.doc

电弧离子镀多层膜的工艺及性能研究【摘要】 为了研究多层膜的力学性能和腐蚀性能,促进多层膜在生产中的应用,本文采用电弧离子镀技术,通过周期性变换环境中N2和Ar气沉积时间,成功地在铜合金和不锈钢上获得不同调制周期的Ti/TiN和Cr/CrN多层膜,并对多层膜的结构和性能进行研究。结果表明：周期性的变换生长环境中的N2和Ar气的通入时间可以获得界面清晰的Ti/TiN和Cr/CrN多层膜。Ti/TiN沉积膜中含有面心立方结构的TiN相和六方结构的金属Ti相,TiN相具有明显(111)晶面的择优取向；Cr/CrN沉积膜主要由Gr、CrN两相组成,也有部分Cr2N相,CrN(220)方向的择优取向较为明显。随调制周期增加,Ti/TiN多层膜硬度先提高后降低,在调制周期为550nm时具有最高的硬度2069HV；而Cr/CrN多层膜硬度随调制周期的增加而提高,在调制周期为1380nm时具有最高硬度3156HV,在相同调制周期时,Cr/CrN多层膜的硬度显著高于Ti/TiN多层膜的硬度。Ti/TiN和Cr/CrN多层膜与衬底的结合强度都随调制周期的增加先提高,到达最大值后下降,它们最大结合强度对应调制周期分别为480nm和650nm。Ti/T.更多还原【Abstract】 In order to study the mechanical properties and corrosive properties of multilayer films and promote the application of multilayer films in indrustry, Ti/TiN multilayer films on Cu alloy and Cr/CrN multilayer films on stainless steel alloy were prepared by arc ion plating by adjusting the deposition time of N2 and Ar in the environment,The structure and property of multilayer films were studied in this paper.The results show that Ti/TiN multilayer films and Cr/CrN multilayer films with clear lam.更多还原 【关键词】 Ti/TiN多层膜； Cr/CrN多层膜； 电弧离子镀； 调制周期； 腐蚀性能； 耐磨性； 【Key words】 Ti/TiN multilayer films； Cr/CrN multilayer films； arc ion plating； modulation period； corrosive resistance； wear resistance； 摘要 5-6 Abstract 6-7 第一章 绪论 10-20 1.1 金属氮化物薄膜材料的发展现状 10-12 1.2 金属氮化物薄膜的性能及应用 12-16 1.2.1 二元金属氮化物薄膜 12-13 1.2.2 三元及多元金属氮化物薄膜 13-14 1.2.3 金属氮化物多层膜 14-16 1.3 薄膜制备的常用方法 16-19 1.3.1 物理气相沉积 16-18 1.3.2 化学气相沉积 18-19 1.4 课题研究的目的和意义 19-20 第二章 实验材料与实验过程 20-26 2.1 实验材料 20 2.2 多层膜样品的制备 20-22 2.2.1 镀膜设备 20-22 2.2.2 多层膜的制备 22 2.3 多层膜的显微结构 22 2.3.1 膜层的表面及断面形貌 22 2.3.2 膜层的XRD谱 22 2.4 多层膜的性能检测 22-26 2.4.1 硬度测试 22-23 2.4.2 结合强度 23-24 2.4.3 腐蚀性能 24-25 2.4.4 断裂韧性 25 2.4.5 摩擦系数 25-26 第三章 实验结果与分析 26-56 3.1 Ti/TiN多层膜 26-40 3.1.1 Ti/TiN多层膜的微观组织 26-30 3.1.2 不同调制周期的Ti/TiN多层膜的XRD谱 30-31 3.1.3 不同调制周期的Ti/TiN多层膜的性能 31-40 3.2 Cr/CrN多层膜 40-55 3.2.1 Cr/CrN多层膜的微观组织 40-44 3.2.2 Cr/CrN多层膜的XRD谱 44-45 3.2.3 不同调制周期的Cr/CrN多层膜的性能 45-5