气相沉积技术制备TiN类硬质膜

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1、万方数据第15卷第3期207年6月材料科学与工艺MATERIALSSCIENCE&TECHNOLOGYV01．15NO．3Jun．，2007气相沉积技术制备TiN类硬质膜田永生1，陈传忠1，王德云1，雷廷权2(1．山东大学材料科学与工程学院，山东济南250061；2．哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：硬质膜由于具有良好的耐磨、耐蚀和耐热等特点，所以在航天、化工和机械等领域获得了日益广泛的应用，而硬质膜的组成和制备工艺也随之得到不断发展．本文综述了TiN类硬质膜的应用和制备硬质膜常用的气相沉积方法、工艺参数及

2、其优缺点．阐明了制备工艺正向着以三束(电子束、离子束和激光束)为基础多种工艺复合的方向发展．而硬质膜正向着多元膜、梯度膜和纳米复合膜方向发展．关键词：硬质膜；陶瓷；制备工艺；进展；气相沉积中图分类号：0484．1文献标识码：A文章编号：1005—0299(2007)03—0439—06FabricatingceramichardthinfilmsbyvapordepositiontechniquesTIANYong．shen91，CHENChuan-zhon91，WANGDe—yun17LEITing．quan2(1．SchoolofMa

3、terialsScienceandEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Owingtoexcellentphysicalandmechanicalproperties，hardthinfilmsarefindingincreasingusesinaeronautical，chemicala

4、ndmechanicalindustry．Therefore，thefilmingtechnologiesandthecompositionofthinfilmsareimprovedcontinuously．Inthispaper，currenttechniquesforfabricatinghardthinfilmsarere-viewed．Theadvantagesanddisadvantagesofthefilmingtechnologiesandtheeffectofprocessingparametersontheproper

5、tiesofhardthinfilmsarediscussed．Thecurrentdevelopingtrendsoffilmingtechnologiestowardusingelectronicbeam，ionbeamandlaserbeamcombiningotherfilmingtechnologiesandthetrendsofhighqualityfilmstowardmulticomponentfilm，gradientcompositefilmandnanocompositefilmareillustrated．Keyw

6、ords：hardthinfilms；ceramics；filmingtechnology；prospects；vapordeposition硬质膜通常是指为了提高材料耐磨损、耐腐蚀和耐高温性能而在其表面制备的膜层．在工模具等工件表面镀覆硬质薄膜，能大大减轻其表面的磨损，显著提高其表面质量和使用寿命．目前采用气相沉积方法制备的硬质薄膜主要是由氮化物构成，其次还有碳化物、氧化物和类金刚石薄膜等．由于硬质膜大都具有高的硬度、低的摩擦系数和良好的化学稳定性，所以被广泛应用于工模具、机械、化工和微电子等工业领域，并具有显著的经济效益和广阔的发展前

7、景．气相沉积技术是较为理想的硬质薄膜制备方收稿日期：2004—05—17．收稿日期：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(02BS056)．作者简介：田永生(1958一)，男，副教授；陈传忠(1963一)，男，教授，博士生导师；雷廷权(1928一)，男，教授，博士生导师，中国工程院院士．法，所制备的膜层致密，不易产生脆性断裂，结合强度较高，因而具有良好的耐磨和耐蚀等性能．气相沉积通常分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)．PVD是指在真空条件下，将成膜物质加热或通过离子轰击等物理手段使之蒸发，生成蒸发粒子与离子，并在基体表面沉积

8、成膜的方法．真空蒸发镀膜、离子镀膜和溅射镀膜是PVD制备薄膜的基本方法．PVD最初应用于航天、航空和半导体工业等领域．而在机械工业中用作表面强化技术以改善摩擦副零件的机械性能仅在近几十年才受到