张金林，贺春林，王建明，才庆魁

（沈阳大学a.表面工程研究所；b.辽宁省先进材料制备技术重点实验室，辽宁沈阳 110044）

基体温度对磁控溅射TiN薄膜结构与力学性能的影响

张金林a，b，贺春林a，b，王建明a，b，才庆魁a，b

（沈阳大学a.表面工程研究所；b.辽宁省先进材料制备技术重点实验室，辽宁沈阳 110044）

采用直流反应磁控溅射方法在304不锈钢表面沉积TiN薄膜.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和纳米压痕仪研究基体温度对TiN薄膜结构与性能的影响.结果表明：TiN薄膜为柱状结构，表面平整、致密.薄膜为面心立方结构（fcc）TiN并存在择优取向，室温和150℃时薄膜为（111）晶面择优取向，300和450℃时薄膜为（200）晶面择优取向；室温时薄膜厚度仅为0.63μm，加温到150℃后膜厚增加到1μm左右，但继续加温对膜厚影响不明显；平均晶粒尺寸随着基体温度的升高略有上升；薄膜的硬度、弹性模量和韧性（H3／E＊2）随基体温度的升高而增加，最值分别达到25.4，289.4和0.1744GPa.

反应磁控溅射；TiN；基体温度；微结构；机械性能

TiN陶瓷薄膜因具有较高的硬度、高耐磨性、高熔点、良好的化学稳定性以及优良的导热性能、导电性能、光学性能、生物相容性和漂亮的金黄色等优点，在工模具、医学和仿金等领域中获得了广泛的应用［1-2］.通常，沉积氮化物薄膜的方法有：物理气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积以及电弧离子镀等［3］.磁控溅射方法沉积的TiN薄膜具有优异的力学性能和化学稳定性［4］.Ti-N的平衡相图中稳定存在三种固相：立方B1-NaCl型δ-TiN相，具有宽范围的化合物组成（0.6＜N／Ti＜1.2）；……