磁控溅射法制备氧化锆涂层及其绝缘性能研究

电机轴承的绝缘对于提高电动汽车的电机寿命具有重要意义。采用直流反应磁控溅射方法和正交试验设计，研究了工作气压、氧气流量和沉积温度对ZrO₂绝缘涂层的影响。采用扫描电镜、X射线衍射仪及数字兆欧表对ZrO₂涂层进行截面形貌、表面形貌、涂层厚度、物相结构及绝缘性能进行分析。结果表明：绝缘电阻与涂层厚度的比值R/t最低为635 MΩ/μm时，涂层厚度为1.639μm，绝缘电阻值为1041 MΩ；制备的ZrO₂涂层结构较为致密，呈现非晶态或单斜相，随着沉积温度和氧气流量的增加，ZrO₂涂层结晶明显，且有M-ZrO2(-111)晶面择优取向；氧气流量对涂层厚度影响最大，沉积温度对R/t的影响最大；涂层内部缺陷的增加和结构的疏松使得涂层绝缘性能降低，而涂层结晶度的增高及M-ZrO2(-111)晶面的择优取向会使涂层绝缘性能增强。