高温退火处理对TiAlSiN硬质薄膜的微观结构与硬度的影响分析  

作　　者：王昕[1] 徐建华 马胜利[1] 徐可为[1] 

机构地区：[1]西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安710049

出　　处：《科学通报》2010年第33期3244-3248,共5页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(50671079;50531060);国家重点基础研究发展计划新材料领域项目(2004CB619302);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-04-0934)资助项目

摘　　要：用弧离子增强反应磁控溅射方法,在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积出具有较高Al,Si含量的TiAlSiN多元硬质薄膜,研究了不同温度退火后薄膜的微观结构和硬度变化.结果表明:由于沉积速率较高和沉积温度较低,沉积态的TiAlSiN薄膜主要形成非晶结构;高温退火后,TiAlSiN薄膜由非晶转变为纳米晶/非晶复合结构;1000℃以下退火后产生的晶体为AlN及TiN;1100℃以上退火后晶体为TiN,其余为非晶结构;1200℃时薄膜发生氧化,生成Al2O3,表明TiAlSiN薄膜具有相当高的抗氧化温度.TiAlSiN薄膜随退火温度升高晶粒尺寸逐渐增大,高温退火后平均晶粒尺寸小于30nm.沉积态TiAlSiN薄膜具有较高的显微硬度(HV0.2N=3300),但随退火温度的升高,硬度逐渐降低,800℃退火后硬度降低至接近TiN硬度值(HV0.2N=2300).

关 键 词：弧离子增强反应 磁控溅射 高温退火 TiAlSiN 薄膜 

分 类 号：O484.1[理学—固体物理]