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摘要
为了研究预处理阶段工艺参数对镀层性能的影响,采用阴极弧离子镀方法在钛合金上制备TiN镀层。用金属离子轰击预溅射基底,对基底的活性和温度进行不同程度的改变。本实验保持温度、真空度、抽气速率及其他电参数固定不变,仅以轰击预溅射的时长为唯一变量,分别轰击3、6、9、12、15和18 min,从而完成对镀层成膜情况的对比研究。利用扫描电子显微镜来观察镀层断面结构,利用维氏硬度计测量显微硬度,采用划痕法来判定镀层与基底的结合强度,通过摩擦磨损实验来测试薄膜的耐磨性。测试结果表明,随着轰击时间的延长,基片活性增加,有利于形核和薄膜生长,沉积速率、膜基结合强度和耐磨性均呈规律性增加。当轰击时间为15 min时,膜基之间粘附性达到最佳,膜基结合力大于65 N,耐磨性能较好,成膜情况最优。过度延长轰击时间后,基片沉积温度过高,内应力增大,结合强度和耐磨性能反而下降。实验证明,通过调整轰击时间可以改善镀层性能,最终达到沉积速率、硬度、结合强度和耐磨性能的优化配置。
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单位核工业西南物理研究院
