刘安强，袁建鹏，谢建刚

（1. 矿冶科技集团有限公司，北京100160；

2. 北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心，北京 102206；3. 特种涂层材料与技术北京市重点实验室，北京 102206）

0 引言

TiN 因其高硬度和优异的耐磨蚀性能而被广泛应用于机械、石油、化工、电力以及航空航天等领域。但由于其抗高温氧化性能不够，当温度超过500℃以后TiN 表面就被容易氧化生成脆性较大的TiO2，引起薄膜内应力增大，导致薄膜破裂，限制了其进一步应用[1-2]。研究结果表明[3]，通过向TiN 薄膜中添加Al、Ni、Cr 等合金元素可明显改善其高温抗氧化性能，尤其以添加Al 效果最为明显。

TiAlN 薄膜是在二元TiN 的基础上发展起来的一种新型三元薄膜。研究发现，在TiN 膜层中加入Al 元素，可获得综合性能更加优异的TiAlN 薄膜，如高硬度、强附着力、高耐磨性、优异的耐蚀性及优良的抗高温氧化性能，其抗氧化温度可高达800℃[4-5]。TiAlN 薄膜因其优异的综合性能，已成为代替TiN 的新一代薄膜材料，在半导体器件、光学仪器、汽轮机叶片、切削刀具、机械动力系统传动轴承部件等防护方面得到了广泛应用[6-11]。目前，有关TiAlN薄膜的研究主要集中在制备方法、微观组织结构及沉积工艺参数对薄膜性能影响等方面[12-15]。在上述应用中，由于薄膜的抗高温氧化性能已成为影响部件可靠性和使用寿命的重要因素之一，所以TiAlN 薄膜的抗高温抗氧化性能已成为该领域研究的热点，但目前这方面研究存在的主要问题是对薄膜抗高温氧化机制的认识还不够，仍需进行更深入的研究。……