轴对称磁场对电弧离子镀TiN-Cu纳米复合膜性能的影响

材料研究学报, 2015, 29(10): 787-793.

轴对称磁场对电弧离子镀TiN-Cu纳米复合膜性能的影响

1.沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

2.中国科学院金属研究所材料表面工程研究部沈阳110016

3.中国科学院金属研究所材料表面工程研究部沈阳110016

4.沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

基金项目: Supported by National Natural Science Foundation of China No.51171197 and Cooperative Foundation between Industry, Colleges or Scientific Institutes and Relevant Issues from Guangdong Province No.2013A090100003.国家自然科学基金51171197及广东省产学研合作重大专项2013A090100003资助项目.

关键词：复合材料 , TiN-Cu纳米复合膜 , 硬度 , 电弧离子镀 , 磁场强度 , 大颗粒 , 沉积速率

Influence of Axisymmetric Magnetic Field on Properties of TiN-Cu Nanocomposite Films Prepared by Arc Ion Plating

Keywords： composites , TiN-Cu nanocomposite film , hardness , arc ion plating , magnetic field intensity , macroparticle , deposition rate

在电弧离子镀靶后端加入轴对称线圈磁场,制备了TiN-Cu纳米复合膜.观察线圈磁场强度对靶表面电弧斑点游动速率和弧柱形状的影响,及其对沉积薄膜的表面形貌、沉积速率、纳米压痕硬度和弹性模量的影响.结果表明,提高线圈磁场强度可提高电弧斑点的游动速率,进而降低靶表面金属液滴喷射几率,减小沉积薄膜中大颗粒的尺寸和数量.X射线衍射(XRD)谱显示,沉积薄膜只含有TiN相,未出现金属Cu或其化合物的衍射峰;薄膜呈现明显的(111)晶面择优取向.随着线圈磁场强度的提高薄膜沉积速率、压痕硬度和弹性模量先增加,达到最大值后又略有减少,其最大硬度和弹性模量分别达到35.46 GPa和487.61 GPa.

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