2。2。1磁控溅射原理及优缺点 12

2。2。2本实验所用设备 13

2。3镀膜前的处理 13

2。3。1镀膜前基底的处理 13

2。3。2 薄膜的制备工艺过程 13

2。4薄膜的性能检测 13

2。5薄膜的检测设备 14

2。5。1 SEM 14

2。5。2 EDS 15

2。5。3 纳米力学综合测试系统 15

2。5。4 摩擦磨损试验机 15

2。5。5 XRD 15

第3章 不同Mo含量的TiMoN复合膜研究 17

3。1 引言 17

3。2 实验过程 17

3。3 实验结果与讨论 19

3。3。1 TiMoN薄膜的微观组织与力学性能 19

3。3。2TiMoN薄膜室温下的摩擦磨损性能研究 23

结论 26

致谢 27

参考文献 28

第1章 绪 论

1。1引言

伴随着现代工业技术的蓬勃发展，人们对工业制品抵御苛刻服役条件的能力和长久稳定运行的能力提出了越来越高的要求。材料表面技术使得材料能够在许多领域得到使用，材料能够被使用的时间增加了许多，这样才能够将用料与能耗降到最低，因此最近一段时间表面气相沉积的涂层技术引起了人们的极大关注,这种技术通常情况下分为二种，分别是物理气相沉积还有化学气相沉积。物理气相沉积的沉积速度不受工作压力的影响，即便工作压力很低，它的沉积速度也能达到较高的水平中，当基底温度很低时，一般的溅射方法得到的涂层质量不高，但此种方法却能够得到高质量的涂层。非平衡磁控溅射是在传统磁控溅射的根基上延伸出来的，它让磁场不仅仅在局限于靶的表面而是到达了包容基底的范畴内，所以当溅射粒子在基片表面沉积时，能保证气体离子轰击基片时的数量和质量[1]，镀膜的过程中会得到离子的帮助，涂层的强度与质量会有明显的提高。物理沉积和气相沉积的出现使得人们能够很方便的制作各种各样的金属涂层。我们可以通过变更工艺参数来控制难熔化合物，合金薄膜和金属薄膜的生成速度，化学构成，晶体结构。利用这样方法的来制作双层薄膜，单层薄膜和复合薄膜等[2]。显微硬度大于或等于40GPa的固体薄膜材料被称作超硬薄膜, 它能够减少部件的摩擦磨损，使部件获得强大的韧性，不会轻易被磨损破坏，在高温环境下保持稳定，将工业制品的使用寿命实现了质的飞远，减少能源的损耗，保护环境，实现生态与能源的平衡和可持续发展[3]。

随着现今制造业的蓬勃发展，制品表面涂层如果没有极高的硬度，不会轻易被磨损损坏，在高温下保持稳定以及强大的韧性和足够的强度，这样的工件是无法在极端的服役条件下长期工作的。曾经被广泛使用的氮化钛、碳化钛、氮化铬等单一的硬质涂层因为各方面的综合性能较差，相比于复合膜优异的综合性能，单一薄膜的劣势一览无遗，很多单一涂层因为苛刻的服役条件已经达不到人们的需求。最新的研究发现，复合膜或者多层膜的各种特殊性能是单层膜远远无法达到的，它不但显著的降低了涂层的内应力，让涂层不会再被轻易的磨损或破坏，使得涂层获得强大的韧性、对抗裂纹扩展的能力以及热在高温下能够保持稳定的能力，增长了薄膜的使用期限[4]，达到了各种特殊生产应用的需要，是目前材料科学研究的热点。