孪生磁控溅射制备氮化铬涂层的研究
2014-02-24 尹 星 核工业西南物理研究院
主要研究了孪生磁控溅射技术制备不同含氮量的CrNx涂层，以及N2流量对涂层组织、结构性能、耐腐蚀性能的影响。试验设备采用自行研制的MSP-1000复合离子镀膜机，配置了四对孪生磁控溅射靶和对称双极性脉冲中频磁控溅射电源。结果表明：增加氮流量对膜层的性质有重要的影响。如CrN晶体生长取向，随着N2流量的增加CrN择优取向由<111>转变为<200>，N2流量较低时涂层中生成有Cr2N相。在N2流量为33%和100%时的CrNx腐蚀电位分别为-0.17和-0.33V，具有较强的抗盐雾腐蚀性能。
CrN铝层作为硬质的聚酰亚胺膜操作效能是非常优厚，在工业化的选用中会拿来保护好基体物料，如阻碍表皮浸蚀、划痕举例重要性的破损。CrN常见操作机械色谱累积(PVD physical vapor deposition)策略制取，十分是里面的交流电磁控溅射新水平能可达到很高的累积时延，有时候需求靶物料有必要是导体，所以在想法气休中更容易建成导电操作效能差还是绝缘带的化学物质，这样想法不也可以仍然局限在基片上，在靶表皮举例附进均有会发现，此刻累积进程的安全安全稳定可靠分析就没办法实现要确保。轴对称双电性脉冲发生器磁控溅射新水平就摆脱了类似这些优点有哪些缺点，在累积进程中没有制造中毒症状物理现象，所以能最大化提升化减轻生态严重排放物，二个仍然相似的靶里面一位为负极，还有就是一位就作为阳极的的作用，此刻金属电极制造的二级电子设备就能1流到阳极并与表皮的电荷量，这样运行策略的优点有哪些不止也可以消掉弧光充放减轻大颗粒物的制造所以也可以化解阳极熄灭的故障 ，因此中频磁控溅射施工工艺进程安全稳定可靠，制取的聚酰亚胺膜操作效能优厚。 氮化铬的研发基本密集在摩擦力、设备特性以其夹杂等领域，并且光于耐防浸蚀特性与氮氩水的流量比的原因还未深入到研发。此文的基本目的意义是再生利用中频磁控溅射技術优越制得CrNx涂覆并研发氦气水的流量对涂覆空间结构、耐防浸蚀等特性的应响。1、试验方法
本实验所用基体材料为201不锈钢，名义成分(质量比)如表1所示。基体尺寸20mm×30mm，实验前经过丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗10min，烘干备用。实验采用自行研制的MSP-1000镀膜系统沉积CrNx涂层，铬靶纯度99.9%，氮气纯度99.95%。实验分为三个阶段如图1所示，第一阶段：加热至100℃去除真空室器壁表面吸附气体，将真空度抽至2×10-3 Pa。第二阶段，样品加-800V偏压，溅射出来的Cr离子在偏压的作用下轰击样品表面，超声清洗后仍然会有污染物残留，通过轰击可以进一步达到清洁的目的，另外一个作用就当Cr离子的能量足够高时，会出现一种注入效应。第三阶段：在沉积氮化铬薄膜时将偏压调到-300V，四组实验通入不同比例的氮氩(体积含量)，分别为33%，50%，67%，100%，分别标记为1#，2#，3#，4#。
表1 201不透钢的名头因素
