中频磁控溅射沉积DLC_TiAlN复合薄膜的结构与性能研究

采用中频非平衡磁控溅射沉积工艺,并施加霍尔离子源辅助沉积,在高速钢W18Cr4V 及单晶硅基体上制备了梯 度过渡的DLC/ TiAlN 复合薄膜。利用扫描电镜(SEM) 、X射线光电子能谱仪(XPS) 、显微硬度计、摩擦磨损仪等分析检测仪器 对DLC/ TiAlN 复合薄膜的表面形貌、晶体结构、显微硬度、耐磨性等性能进行了检测分析。实验及分析结果表明: DLC/ TiAlN 薄膜平均膜厚为111μm ,由于薄膜中的Al 含量较多,使得复合薄膜的表面比DLC 薄膜的表面要粗糙一些;通过对复合薄膜表 层的XPS 分析可知, ID/ IG 为2163。由XPS 深层剖析可知,DLC/ TiAlN 薄膜表层结构与DLC 薄膜基本相同,里层则与TiAlN 薄 膜相似。在梯度过渡膜中,复合膜层之间的界面呈现为渐变过程,结合的非常好。DLC/ TiAlN 薄膜的显微硬度为2030 HV 左 右。与DLC 薄膜显微硬度接近,低于TiAlN 薄膜的显微硬度。但是DLC/ TiAlN 薄膜的耐磨性要好于TiAlN 薄膜和DLC 薄膜; DLC/ TiAlN 薄膜的耐腐蚀性能略好于DLC 薄膜。