Ti-Si-N纳米复相薄膜及Si含量对脉冲直流PCVD镀膜质量的影响

金属学报, 2003, 39(10): 1047-1050. doi: 10.3321/j.issn:0412-1961.2003.10.007

Ti-Si-N纳米复相薄膜及Si含量对脉冲直流PCVD镀膜质量的影响

马大衍 ^1, , 王昕 ^2, , 马胜利 ^3, , 徐可为 ^4,

1.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

2.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

3.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

4.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

基金项目: 国家自然科学基金(59931010,50271053) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2001AA338010)

关键词： PCVD , Ti-Si-N , 相组成 , 临界载荷

NANOCOMPOSITE Ti-Si-N FILMS AND EFFECT OF Si CONTENTS ON PULSED DC PCVD COATINGS QUALITY

用工业型脉冲直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)设备,在高速钢(W18Cr4V)表面沉积Ti-Si-N三元薄膜,研究了不同N2流量对薄膜组织及性能的影响.结果表明:随N2流量增大,膜层沉积速率及膜层中Si含量减少,薄膜组织趋于致密,膜层颗粒尺寸明显减小,划痕法临界载荷和显微硬度显著增加,硬度最高可达50 GPa以上.研究发现,对应N2流量,薄膜相组成发生变化,依次存在有TiN/a-Si3N4/Si,TiN/a-Si3N4/TiSi2/Si,TiN/a-Si3N4/TiSi2三种相组成形式.分析认为,低N2或高Si效果不佳的原因在于直流PCVD是以工件为阴极,膜层中过多的Si3N4和Si将严重劣化阴极的电导性,致使膜层疏松,说明脉冲直流PCVD与射频PCVD存在很大的区别.

参考文献

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