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Indexed by:Journal Papers

Date of Publication:2019-08-20

Journal:表面技术

Included Journals:PKU、EI

Volume:48

Issue:8

Page Number:302-308

ISSN No.:1001-3660

Key Words:NbN涂层;高功率调制脉冲磁控溅射;相组成;硬度;韧性

Abstract:目的 研究不施加基片温度和固定Ar/N2流量比为64/16的条件下,微脉冲占空比、充电电压特征工艺参数与负偏压对NbN涂层相组成、微结构和力学性能的影响.方法 采用高功率调制脉冲磁控溅射技术(MPPMS),通过控制微脉冲占空比、充电电压和负偏压等特征工艺参数,沉积一系列具有不同相组成的NbN涂层,通过X射线衍射仪、纳米压痕仪和维氏硬度计,分别表征NbN涂层的相组成、结构、硬度和韧性,并通过扫描电子显微镜(SEM)对NbN生长形貌和压痕形貌进行观察分析.结果 改变微脉冲占空比和充电电压,所有NbN涂层均由 δ-NbN和 δ?-NbN组成,施加基片偏压后,NbN涂层主要由 δ?-NbN组成.所有的NbN涂层均呈现致密柱状晶结构,且提高微脉冲占空比、充电电压和负偏压,制备的NbN涂层均更加致密.随微脉冲占空比升高,涂层硬度由25 GPa增至36 GPa,涂层的韧性逐渐增加.提高充电电压制备的NbN涂层,其表现出与控制微脉冲占空比制备的涂层相似的规律.施加负偏压后,涂层主要由 δ?-NbN组成,涂层的硬度和韧性均下降.结论 两相结构和高致密性是使NbN涂层硬度和韧性同时增强的主要因素.