Etid sou metòd ak Pwopriyete nan fim mens Tialn te fè pa Magnetron teknoloji Sputtering frekans miltip

Sèvi ak si iregilye èkstrèmeman sputtering ion teknoloji teknoloji fè TiAlN fim mens sou yon substrat YG6 sibstans. XRD, EDS, stereomicroscope, tèsteur mikwo, ak miltip-fonksyonèl sifas pwopriyete sifas yo te itilize pou etidye estrikti ak pwopriyete konpoze yo. Rezilta yo montre ke lè pouvwa sib la ba, kouch fim nan egziste nan fòm TiN ak TiC. Sifas oryantasyon preferans lan (111) ak mikwosès nan tiN yo gen rapò ak vòltaj la patipri. Lè pouvwa sib la se wo, fim lan sitou gen ti3AlN ak AlN faz. Faz Ti3AlN a se preferansyèlman oryante ansanm avyon an (220), estrikti fim se dans ak inifòm, ak rapò nan atòm N nan metal atòm se fèmen a 1: 1, epesè nan fim la se 1.93 μm, mikwosès a se 3145HV ak fòs la lyezon se 85N.

Ak devlopman nan syans materyèl, aplikasyon an nan materyèl fim mens te vin pi plis ak plis vaste. TiAlN fim se yon nouvo kalite milti-eleman mens fim kouch materyèl ki te devlope siksè nan dènye ane yo. Li te gen pwopriyete ekselan tankou dite segondè, gwo tanperati oksidasyon, bon estabilite tèmik, adezyon fò, ba koyefisyan friksyon, konduktivite ki ba tèmik, elatriye Li se lajman ki itilize nan endistri a zouti, espesyalman pou koupe efikas nan divès kalite difisil-a-machin materyèl. Epitou, TiAlN espere pasyèlman oswa konplètman ranplase TiN penti yo. Nan papye sa a, TiAlN fim mens yo te prepare sou YG6 alyaj difisil pa teknoloji medyòm sputtering frekans frekans. Faz estrikti, sifas la ak kwochi mòfoloji, konpozisyon an ak pwopriyete prensipal nan fim sa yo mens yo te mezire pa XRD, SEM, EDS, stereo mikwoskòp, tèsteur microhardness ak grate tèsteur ..

1. Tès materyèl ak metòd

1.1. Materyèl tès yo

Yb6 karbid siman se chwazi kòm yon echantiyon substra, pi ti sib ak Al sib (pite se 99.99%) yo te itilize kòm objektif kathode. Gaz k ap travay la se agon (pite> 99.999%), ak gaz reyaksyon an se nitwojèn (pite> 99.999%).

Se estrikti faz nan fim nan analize pa DX-1000 X-ray analyzer difizyon, se sifas la nan fim nan obsève pa S-3400N optik glas, se dite nan fim nan teste pa HVS-1000 dijital mikwo-hardness tèsteur, ak fim nan ki baze sou lyezon fòs nan fim nan teste pa MFT-4000 materyèl la sifas pèfòmans sifas yo.

1.2. Preparasyon nan TiAlN Films

Echantiyon yo substrate yo netwaye nan yon machin ultrasons yo retire fim, pousyè ak fim oksid, ak Lè sa a, cheche apre dehydrating ak alkòl. Ponpe vakyòm nan 6.7 × 10-3 Pa ak chofaj a 500 ° C. Lè sa a, kòmanse fè penti apre netwaye substra a ak 1000 V-wo presyon aron ion. Pwemyeman, depoze yon kouch tranzisyon TiN. Apre sa, depo ak prepare yon fim TiAlN ak presyon azòt nan pati nan se 0.3 × 10-1 Pa. Tablo 1 montre paramèt pwosesis depo pou fè fim TiAlN mens.

Tablo 1. Deposit paramèt fim TiAlN

2. Konklizyon

Te TiAlN fim nan mens siksè prepare sou substrat karbid la siman pa teknoloji medyòm sputtering frekans frekans, ak estrikti faz li yo, mòfoloji ak pwopriyete prensipal yo te analize. Konklizyon yo jan sa a:

(1) Rezilta analiz XRD yo montre ke fim nan sitou egziste nan fòm TiN ak TiC nan pouvwa a ba Al sib, ak avyon oryantasyon an pi pito nan TiN se (111). Se faz nan TiC ki te koze pa sibstitisyon an pati nan atòm C nan substrate pou atòm N nan TiN. Kouch fim sitou egziste nan fòm Ti3AlN ak AlN anba gwo Al sib pouvwa a, faz Ti3AlN a se preferansyèlman oryante sou avyon an kristal (220), faz la AlN se preferansyèlman oryante sou avyon an (002) kristal, ak tèt yo nan de faz yo gen degre diferan nan relasyon ak chanjman. Sa a se sitou akòz deformasyon lasi ki te koze pa ranplasman pasyèl nan atòm yo Al nan AiN pa atom ti.

(2) Rezilta analiz morfoloji ki ka zo kase montre fim lan byen sere ak substra a, estrikti fim se dans ak inifòm, e gen yon koòdone klè ak faz matris la. Kòm ogmantasyon nan sib al, kantite patikil ak ogmantasyon enèji sputtering, se konsa ogmante pousantaj depo, epesè a nan fim ogmante, ak epesè nan fim ka rive nan 1.93 μm.

(3) EDS sifas konpozisyon analiz rezilta yo montre ke avèk ogmantasyon nan Al sib pouvwa, kristalinite nan fim nan ogmante, kontni Al nan fim nan kouch ap ogmante pandan kontni Ti a ap diminye. Eleman prensipal la nan kouch nan fim se yon nitrid metal ki gen rapò nan atòm N metal atòm se fèmen nan 1: 1.

(4) Tès mikwojenès la te montre ke nan pouvwa a ba Al sib, mikwosès nan fim nan ogmante premye ak Lè sa a, diminye ak ogmantasyon nan patipri negatif nan substra a, ak mikrofite a rive nan 2391 HV. Nan gwo Al sib pouvwa a, mikwosès nan fim nan ka rive nan 3145 HV, ki se sitou akòz distòsyon an lasi ki te koze pa fòmasyon nan Ti3AlN faz difisil ak atòm Ti ranplase Al atòm nan AlN. Tès la fòs obligatwa montre ke fòs la lyezon ka rive nan 85 N, paske fòmasyon nan faz difisil nan kouch tranzisyon tiN-depoze ak Ti3AlN, ak aplikasyon an nan DC supèrpoz teknoloji patipri enpulsyonèl amelyore grenn lan ak diminye estrès la laminasyon estrès amelyore manbràn ki baze sou obligatwa fòs.