一种纳米叠层TiN膜的制备方法

摘要

本发明涉及离子镀膜技术，具体为一种纳米叠层TiN膜及其制备方法，解决工作温度低于600℃，由高温合金制成的汽车发动机阀门、飞机叶片等零部件的表面耐磨、耐腐蚀问题，以及常规TiN离子镀膜镀层易开裂问题。本发明利用离子镀膜技术在高温合金表面上沉积纳米叠层TiN膜。其制备方法：首先除去合金表面上的油污，在有机溶剂中超声清洗；然后，将洗净的试样装卡在卡具上并置入离子镀膜设备的真空室内，抽真空到所需真空度并加热到一定的温度后通氩气进行离子轰击清洗；最后，在镀膜过程中通过调整蒸发源束流、负偏压以及氮气流量的变化，获得具有良好抑制镀层开裂性能的纳米叠层TiN膜，其每层厚度为50-100纳米，镀膜总厚度在1.5-3.6微米范围内可调。

主权项

1. 一种纳米叠层TiN膜的制备方法，其特征在于：以高温合金为基底材料，利用离子镀膜技术沉积纳米叠层TiN膜，该镀膜是在高温合金表面上沉积纳米叠层TiN膜，获得的TiN膜呈层状结构，纳米叠层TiN膜每层厚度为50-100纳米，总厚度可在1.5-3.6微米范围内可调；具体步骤如下：(1)除去合金表面上的油污，在有机溶剂中超声清洗；(2)将洗净后的工件装在卡具上并置入离子镀膜设备的真空室内；(3)工件装入真空室内后，需抽真空至0.013Pa-0.005Pa，然后将工件加热到350℃-450℃，保温20-40分钟；(4)通氩气对工件进行离子轰击清洗，通氩气使真空室内压力至5Pa-2Pa，给工件加负偏压400-600伏，进行离子轰击清洗5-10分钟；(5)调整氮气流量、蒸发源束流、负偏压以及沉积时间，于选定的时间周期内调整氮气分压呈周期性梯度变化，具体参数为：时间周期为2-5分钟，蒸发源束流变化范围为200-350A，负偏压变化范围为80-200伏，氮气流量变化范围为0-150毫升/分钟，沉积时间50分-2小时，沉积得到纳米叠层TiN膜；所述调整氮气分压呈周期性梯度变化是指：于周期时间内，氮气流量由0调整到80-150毫升/分钟；再由80-150毫升/分钟调整到0。