陆 昆

(滁州城市职业学院,安徽 滁州 239000)

随着材料表面技术和制造业的高速发展，传统涂层的某些性能已经不能完全适应现代高端切削等行业的需要，如在高温服役条件下，TiN薄膜非常容易被氧化.在TiN基础上，具有高硬度、高温抗氧化性能、优异的耐磨性等特性的Ti-Al-N薄膜应运而生[1-4].近些年以来，Ti-Al-N薄膜在高温、高速切削、模具加工等众多行业中得到了广泛的应用.

一直以来，Ti-Al-N薄膜的力学性能都是涂层研究的热点，如廖凤娟等人[5]使用非平衡磁控溅射离子镀技术在合金表面沉积了Ti-Al-N薄膜，研究发现膜层中存在Ti3AlN相，并且沿(220)晶面择优生长，随Al靶功率的提高，膜层晶粒结构的致密性更高.彭继华等人[6]在研究薄膜结构对Ti-Al-N薄膜的高温抗氧化性能影响时，薄膜中Al的含量对Ti-Al-N薄膜的抗氧化性有影响，TiN/Ti-Al-N多层膜的高温抗氧化性也要优于Ti-Al-N薄膜.胡志华等人[7]采用多弧离子镀研究Ti-Al-N薄膜和TiN薄膜性能，发现无论是结合力还是耐腐蚀性方面，Ti-Al-N薄膜都要明显优于TiN薄膜.

本文拟采用真空磁控溅射的方法在单晶Si片沉积不同Al含量的Ti-Al-N薄膜，研究Al含量的变化对Ti-Al-N薄膜力学性能的影响，并在优化了最佳工艺参数的基础上，研究复合膜的高温抗氧化性性能.

1 实验材料和方法

使用由中科院沈科仪制造的JGP-450多靶磁控溅射设备在单晶Si基片上沉积Ti-Al-N薄膜.将纯度都为99.99%Ti靶和Al靶同时安装在射频阴极上来制备复合膜，其中靶材直径为75 mm，厚度大小5 mm，基片架到靶材中间的距离为11 cm.先在丙酮超声波……