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表面工程作为一门新兴的综合性学科,近年来,在国内外得到了迅速的发展。实践证明,表面工程的运用能有效改善材料的表面性能,提高生产力,节约资源。据专家们预言,表面工程将成为21世纪工业发展的关键技术之一。 多弧离子镀技术是一种在真空中将冷阴极自持弧光放电用于蒸发源的镀膜技术。由于它是一种几乎完全的离子镀以及其它的一些特点,尤其适合于在金属表面制备各种金属化合物薄膜或高熔点金属膜层,因此自上世纪80年代以来得到了迅猛的发展,成为目前最先进的镀膜技术之一。 工模具表面硬化涂层主要以TiN为主,各种技术制备TiN薄膜的研究有很多,并已投入进了工业应用,但是TiN的抗氧化温度不高(550℃),在特殊环境的使用过程中容易氧化失效。人们发现在TiN中添加其它元素(Cr、Al、Zr、C、Si等),或者进行多层化(TiN/Ti、TiN/VN、TiN/CrN等)处理都可以有效改善涂层性能,目前针对TiN的研究一般集中在这两个方向。本研究采用多弧离子镀技术在制备TiN薄膜的基础上获得TiN/AlN纳米多层膜,并对TiN/AlN纳米多层膜的性能做了初步探讨。 本论文第一部分为多弧离子镀技术制备TiN薄膜的研究,通过对影响镀膜过程的重要因素:负偏压、氮气分压、弧电流、基体温度等的研究,得出他们对涂层厚度和性能影响的规律,实验证明,靶电流80A、基体温度500℃(高速钢)、偏压50V、氮气分压1Pa、沉积时间40min时TiN薄膜具有最佳的综合性能。 本论文第二部分为多弧离子镀技术制备TiN/AlN纳米多层膜的研究,实验获得具有一定超硬效应的小调幅周期的TiN/AlN纳米多层膜,其结合力与TiN相差不大,但通过薄膜腐蚀试验及抗氧化性能试验证明,TiN/AlN纳米多层膜具有比TiN薄膜更优异的耐腐蚀及抗氧化性能。