不同厚度TiN薄膜摩擦学性能研究

用中频磁控溅射镀膜机制备得到了各种厚度不同的TiN薄膜,研究了TiN薄膜的纳米硬度、膜基结合力、摩擦系数以及综合摩擦磨损性能。实验表明:用中频非平衡磁控溅射制备的TiN薄膜表面光滑,缺陷较少。但是,随着沉积厚度的增加,薄膜可能因内应力过大导致薄膜脱落;薄膜厚度随沉积时间延长而增大,但薄膜纳米硬度基本不变,约为21 GPa;划痕实验临界载荷随薄膜厚度增大逐渐增大,膜基结合力有所增强;但是如果薄膜太厚,可因内应力增大而膜基结合力减弱;材料摩擦系数随摩擦磨损实验所加载载荷不同而不同。在不同载荷下,所得摩擦系数分别对应薄膜、过渡层和基体材料的摩擦系数。在20 g、50 g、100 g不同载荷下,薄膜、过渡层和基体的摩擦系数分别为0.05、0.41、0.69;随薄膜厚度增加,在所加载载荷下,材料的综合抗磨损性能增强。