MAO氧化層基TiNxOy薄膜顏色與性能的研究.pdf

1、本文采用微弧氧化與磁控濺射處理技術在鎂合金表面制備氧化鎂陶瓷層。TiN/TiNxOv沉積層結構的具有多種顏色的復合薄膜。濺射過程中利用PEM控制N2通量,質量流量計控制02通量,制備出不同氧含量、氮含量及厚度的TiNxOv層,以得到不同顏色的TiN/TiNxoy薄膜。采用SEM、EDS、XRD、分光密度計、電化學工作站、納米壓痕儀、劃格儀等分析復合薄膜的微觀形貌、成分、物相、顏色及性能,探討TiNxoy膜層的氧含量、氮含量及沉積層厚度等

2、關鍵工藝參數(shù)對薄膜顏色及性能的影響規(guī)律。研究結果表明:
　　隨02流量的增大及PEM特征單色輻射相對強度(p％)的降低,薄膜中N/O原子百分比都呈降低趨勢,即薄膜中N/O原子比主要受控于02通量。但這種改變對薄膜沉積層TiNxOv的主要物相沒有明顯的影響,薄膜的主要物相總是為TiN+TiO+Ti(N,O)晶體結構。隨薄膜中N/O原子比的降低,薄膜顏色逐漸加深,亮度逐漸降低,用CIEl976(L*a*b*)色度空間表示顏色,a*值在

3、正半軸范圍內逐漸減小,b*值由正半軸范圍逐漸減小到負半軸范圍,L*值在上半軸范圍內減小。顏色隨薄膜中N/O原子比降低而變化的機理是薄膜中Ti+3/Ti+2的降低,使得d電子躍遷能量發(fā)生改變,薄膜吸收光的波長向長波方向移動,從而導致薄膜顏色的改變。
　　薄膜的硬度隨N/O原子比的降低逐漸減小,其原因是薄膜中TiN硬質相的減小和Ti0相的增大。N/O原子比的改變對薄膜耐蝕性的影響較小,復合薄膜的耐蝕性整體比較差,可能是鎂合金基體一微弧

4、氧化氧化鎂陶瓷層.磁控濺射TiN/iNxOy沉積層的結構發(fā)生了電偶腐蝕而誘發(fā)和加速整個膜層的腐蝕。復合薄膜的結合力隨N/O原子比的降低而逐漸增大,但整體結合力比較差,其原因是粗糙度較大的微弧氧化層上沉積的TiiN/TiNx0y層粗糙度也較大,導致涂層更易剝落。
　　隨沉積時間的增大薄膜厚度逐漸增大,厚度的變化對薄膜顏色及性能的影響不大。由不同沉積時間的TiN/TiNxOy層的表面及截面形貌結構可以確定薄膜的生長模式,隨濺射靶材物質