钟一昌， 任兴润，　黄柱， 陈颢,2

(1.江西理工大学材料科学与工程学院，江西 赣州341000；2.钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心，江西 赣州341000）

氮气流量对TiN薄膜组织结构及力学性能的影响

钟一昌1， 任兴润1，黄柱1， 陈颢1,2

(1.江西理工大学材料科学与工程学院，江西 赣州341000；2.钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心，江西 赣州341000）

采用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积TiN薄膜，通过扫描电子显微镜、显微硬度计、CSPM5500扫描探针显微镜、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损仪等分析测试手段，研究氮气流量对薄膜形貌、成分、结构、硬度、表面粗糙度、耐磨损等性能的影响.结果表明，随着氮气流量的增加，薄膜的显微硬度、膜厚都逐渐降低，膜基结合力逐渐增加，膜基结合力在16 mL/min时达到最大67.2 N；表面粗糙度和平均摩擦系数均在8 mL/min时最低.随着氮气流量增加,薄膜主要生长取向由（200）晶面转向（111）晶面生长；TiN薄膜的颜色也随氮气流量增大而加深,8 mL/min和12 mL/min时为金黄色，4 mL/min和16 mL/min时颜色较差.

磁控溅射；TiN薄膜；组织结构；显微硬度；氮气流量

TiN是第一个产业化的薄膜材料，具有高硬度、耐磨蚀等优良特性，常作为保护涂层用于高速钢、硬质合金、模具钢及装饰、微电子学、摩擦学等领域[1-3]，韩文强等[4]研究表明，与未涂层刀具相比，TiN涂层刀具切削20 CrMo钢时的主切削力可减小20%～40%，刀具耐磨性能约提高45%，寿命提高两倍左右.随后开发出的掺C、Cr、Al的多元涂层虽有更好的性能，但都是以TiN涂层为研究基础[5-8]，关于TiN及多元涂层耐腐耐磨抗……