7075鋁合金射頻輔助磁控濺射TiN薄膜制備及性能研究.pdf

1、鋁合金是我們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槭煜さ慕饘俨牧现?，它具有密度小、比?qiáng)度高、導(dǎo)電與導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性能，工程應(yīng)用廣泛。但同時(shí)鋁合金也存在抗腐蝕性能差，硬度較低、易磨損等不足。因此，對鋁合金材料進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，進(jìn)而提高其綜合性能，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　本文運(yùn)用射頻增強(qiáng)磁控濺射技術(shù)在7075鋁合金表面沉積氮化鈦薄膜，并系統(tǒng)研究了氣體流量配比、濺射電流、射頻功率和基體偏壓等工藝參數(shù)對沉積膜層結(jié)構(gòu)及性能的影響。使用小掠射角X射線衍射儀對

2、膜層相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，使用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡對膜層表面形貌和截面進(jìn)行觀察，通過鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)測試評(píng)估樣品表面的耐腐蝕性能。此外，對薄膜力學(xué)性能和摩擦性能進(jìn)行了測試分析。
　　TiN薄膜呈現(xiàn)明亮的金黃色，表面均勻平整，缺陷較少。經(jīng)GXRD掃描分析，膜層存在TiN(111)、(200)和(220)取向。研究發(fā)現(xiàn)氮?dú)馀c氬氣的流量配比是制備TiN薄膜的關(guān)鍵，濺射電流直接關(guān)系著靶材的濺射率，影響著膜層成分，電流較大時(shí)膜層

3、中出現(xiàn)了Ti相。
　　7075鋁合金表面沉積TiN薄膜可以明顯改善表面力學(xué)性能。在直流偏壓-40V~-60V，射頻功率100W~200W范圍內(nèi)最有利于膜層力學(xué)性能的提高。其中偏壓-60V，射頻功率200W，濺射電流0.7A條件下樣品的表面顯微硬度最高(311HV)，比基體提高了80％?；w偏壓對摩擦性能影響較大，在直流偏壓-40V，射頻功率200W，磁控電流0.7A的條件下，樣品摩擦性能提高顯著。
　　鍍膜后樣品的耐腐蝕性能