本文采用电弧离子镀(Arc ion plating,AIP)和高功率脉冲磁控溅射(High power impulse magnetron sputtering,HiPIMS)复合方法,通过调控HiPIMS占空比在M2高速钢基体和单晶硅片上沉积TiZrN/TiN纳米多层膜,探究HiPIMS占空比对TiZrN/TiN纳...本文采用电弧离子镀(Arc ion plating,AIP)和高功率脉冲磁控溅射(High power impulse magnetron sputtering,HiPIMS)复合方法,通过调控HiPIMS占空比在M2高速钢基体和单晶硅片上沉积TiZrN/TiN纳米多层膜,探究HiPIMS占空比对TiZrN/TiN纳米多层膜微观结构和性能的影响规律。结果表明:随着HiPIMS占空比的增加,TiZrN/TiN纳米多层膜表面大颗粒数量呈先减少后增加趋势,同时薄膜厚度呈先减小后增大趋势。随着HiPIMS占空比从2%增加10%,TiZrN/TiN纳米多层膜择优取向从(111)晶面转变为(220)晶面,膜基结合力等级均为HF1级,硬度均在33 GPa以上,稳定摩擦因数在0.79左右。当HiPIMS占空比为2%时,TiZrN/TiN纳米多层膜的磨损率达到最小,为1.73×10^(-8) mm^(3)/(N·mm),薄膜的耐磨损性能最好。当HiPIMS占空比为6%时,TiZrN/TiN纳米多层膜的硬度和弹性模量分别增加到43.73GPa和362.98 GPa,自腐蚀电位可达到-0.39 V(vs SCE),自腐蚀电流密度为0.731μA/cm^(2),薄膜耐腐蚀性能最强,腐蚀速率较低。综合对比可知,HiPIMS占空比为6%,是TiZrN/TiN纳米多层膜制备的最佳工艺参数。展开更多
