氮化鈦制備工藝

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1、鍍工藝順序?yàn)椋撼檎婵罩?.7×10-3Pa，通入Ar氣，當(dāng)爐內(nèi)壓強(qiáng)為2.0Pa時(shí)基體加載負(fù)偏壓-800V，進(jìn)行Ar氣濺射清洗試件表面10min。清洗后再次抽真空至6.7×10-3Pa，打開鈦靶對(duì)試樣進(jìn)行轟擊。鈦靶轟擊不但有清洗活化試件表面的作用，還可以加熱試件，并在試件表面形成一層納米級(jí)的純鈦過(guò)渡層，進(jìn)一步提高基體和膜層之間的結(jié)合強(qiáng)度。鍍膜參數(shù)為：N2分壓0.8Pa，基體加載的負(fù)偏壓0～-500V，鈦靶電流為60A，鋁靶電流為60A，交替沉積TiN和TiAlN膜層2.4.1輝光清洗原理及作用盡管待鍍工件的表面進(jìn)行了嚴(yán)格的化學(xué)清洗

2、處理，但化學(xué)清洗很難徹底消除工件表面的含油層，且經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗之后的工件表面還會(huì)留下很薄的殘留物質(zhì)，加上真空室內(nèi)也絕非清潔，在真空離子放電過(guò)程中這些污處會(huì)出現(xiàn)異常的放電現(xiàn)象產(chǎn)生污點(diǎn)。所以要獲得高質(zhì)量的鍍膜還需要對(duì)工件進(jìn)行輝光離子轟擊清洗。放入真空室內(nèi)的試樣，在經(jīng)抽至底真空后，充氬氣到5~10Pa，在工件上加負(fù)偏壓500~600V（2~3min）后升到900V。使氬氣在低壓放電的情況下形成淡紫色等離子體輝光，同時(shí)在電場(chǎng)作用下，具有高能量的氬離子對(duì)工件進(jìn)行轟擊。輝光轟擊清洗一般可以在爐內(nèi)不產(chǎn)生放電現(xiàn)象時(shí)停止，它的主要作用是將工件表面吸

3、附的氣體，雜質(zhì)原子以及工件表面層原子碰撞下來(lái)，即活化了金屬表面以提高鍍膜的結(jié)合力。另外，帶有高能量的離子在轟擊工件時(shí)，將能量傳遞給工件，使工件溫度上升，起到了預(yù)轟擊加熱的作用。2.4.2弧光清洗原理及作用輝光清洗結(jié)束后，氬氣降至2Pa左右，在工件上加900V負(fù)偏壓，點(diǎn)燃Ti靶，利用高能量金屬離子對(duì)基體進(jìn)行轟擊。此時(shí)真空室內(nèi)呈現(xiàn)藍(lán)白色的光暈。其作用主要是[40]：1）進(jìn)一步轟擊濺射清洗活化基體表面；2）使基體表面粗化產(chǎn)生缺陷，提高膜/基結(jié)合力；3）使基體溫度升高，可以不用另設(shè)外加熱源；4）轟擊離子可以在試樣表面區(qū)產(chǎn)生非擴(kuò)散型混合，

4、形成共滲層，大大提高膜/基結(jié)合力。該過(guò)程是轟擊清洗和轟擊加熱同時(shí)進(jìn)行的。由于在清洗的過(guò)程中使基體表面產(chǎn)生了粗化，因此對(duì)于要求表面光潔度的裝飾鍍膜控制好轟擊時(shí)間是很關(guān)鍵的，轟擊偏壓也要稍微小一些。同時(shí)轟擊時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致溫升過(guò)快，基體加熱不均勻，多弧離子鍍?cè)O(shè)備一般都另配外加熱源。對(duì)于高速鋼工件來(lái)說(shuō)，鍍膜溫度上限不得超過(guò)560℃，否則將會(huì)導(dǎo)致基體的硬度下降。所以，在轟擊的時(shí)候盡可能多個(gè)蒸發(fā)源同時(shí)開啟，在最短的時(shí)間內(nèi)使工件表面達(dá)到要求的條件。