直流反應(yīng)磁控濺射法制備TiN薄膜及其性能研究.pdf

1、TiN薄膜是目前工業(yè)研究和應(yīng)用最為廣泛的薄膜材料之一，其高硬度、低摩擦系數(shù)等優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，被廣泛用做工模具、刀具等耐磨改性層；TiN薄膜呈金黃色，廣泛用于建筑玻璃、牌匾等工藝品裝飾鍍層；薄膜良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，可用于電子行業(yè)中的家用電器、半導(dǎo)體集成電路等。 本文采用直流反應(yīng)磁控濺射法分別在玻璃片和金屬片上制備了TiN薄膜，研究了制備工藝條件與薄膜性能之間的關(guān)系。通過改變Ar氣和N<,2>的流量控制濺射壓強；改變?yōu)R射靶的功

2、率、N<,2>流量、襯底溫度等條件，研究工藝條件對膜層成分及性能的影響，從而制備出了具有優(yōu)異裝飾性、低摩擦系數(shù)和高硬度的TiN薄膜。 研究結(jié)果表明：直流反應(yīng)磁控濺射方法在玻璃基片和金屬基片上均可以獲得表面光亮、顏色金黃的TiN鍍層。用X射線衍射(XRD)研究了TiN薄膜的晶體結(jié)構(gòu)及成分，所制備的薄膜都具有(111)取向，TiN薄膜為fcc NaCl型結(jié)構(gòu)。 用掃描電鏡(SEM)觀察了TiN薄膜的表面形貌，當(dāng)襯底溫度達(dá)到

3、300℃時，TiN薄膜晶粒比較致密均勻，沒有較大的缺陷；用紫外可見分光光度計測試了TiN薄膜對光的透光率和吸光度，當(dāng)TiN薄膜較薄時，在可見光區(qū)有較高的透光率，最高可達(dá)85％以上，同時在近紅外的透光率很低，TiN薄膜的吸光度則隨著薄膜厚度的增加而變大。 按CIE(國際照明委員會)標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中的RGB和Lab兩種方法對所制備的TiN薄膜進(jìn)行了顏色分析，所測得的TiN薄膜的RGB和Lab值分別為(244，227，41)和(90，-