溅射功率对TiAlN涂层组织结构与性能的影响

采用钛铝合金比为7∶3的靶,通过非平衡磁控溅射离子镀制备TiAlN涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和MFT-4000多功能材料表面性能试验机对膜层形貌成分、组织结构及硬度进行测试分析,分析溅射功率对TiAlN涂层组织和结构的影响。测试结果表明:随着溅射功率的减小,膜层晶粒结构变得更稀疏,结合力减弱,Al/Ti比值变小。     

中频非平衡磁控溅射TiAlN薄膜的结构与性能

采用中频非平衡磁控溅射离子镀设备在YG10硬质合金表面制备(Ti_1-xAl_x)N薄膜,运用X线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和材料表面性能测试仪等对薄膜进行表征,分析氮气分压、直流偏压和Al含量对薄膜的力学性能、薄膜成分和组织结构的影响。结果表明:薄膜呈柱状多晶组织,主要组成相为(Ti, Al)N相;随着氮气分压增大,膜层中氮原子增多,而铝、钛原子含量减少,膜层中r_Al/(Al+Ti)与r_(Al+Ti)/N均下降,薄膜(111)晶面取向减弱,(220)和(200)晶面取向增强。力学性能测试表明,随着膜层中的Al含量和直流偏压升高,薄膜硬度、膜厚和膜-基结合力均呈现先升高后降低的趋势,薄膜显微硬度最高2 915 HV,膜-基结合力最高达73 N。     

TiAlN涂层及微观组织结构研究

通过改变工艺参数,采用非平衡磁控溅射法在硬质合金基体上制备Ti Al N涂层来研究涂层微观结构的变化规律。经表面和断口形貌的扫描电镜结果显示,增加主因素偏压,涂层表面趋向光滑平整,结构趋向致密,表面的大颗粒数量明显减少。EDS能谱分析表明,涂层元素的含量受偏压和N2流量影响较大。XRD分析发现,膜层中有Ti Al N系和Ti N系的物相结构,Ti N/Ti Al N多层涂层主要从(111)晶面择优取向生长。     

不同Al含量的Ti/Al合金靶对磁控溅射离子镀TiAlN薄膜力学性能的影响

采用不同Al含量的Ti/Al合金靶材在硬质合金刀具上沉积TiAlN薄膜,研究靶材中不同的Al含量对TiAlN薄膜表面粗糙度、硬度以及膜基结合力等性能的影响,通过显微硬度仪、划痕仪、金相显微镜和XRD等仪器分别对薄膜的硬度、结合力、组织结构等主要性能进行测试分析。实验结果表明:随着Ti/Al合金靶中Al含量的增加,TiAlN薄膜的硬度先增加后减小,膜基结合力逐渐增加;当Al在Ti/Al合金靶材中所占的比值为2:3时,TiAlN薄膜的硬度、耐磨性等综合力学性能最佳。