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TiN是第一类被产业化的硬质薄膜材料,因其具有高硬度、高熔点、高耐磨性、独特的金黄色等性能,被广泛地应用于刀具、模具、合金钢等表面,是理想的材料表面保护层。但是,以往TiN薄膜材料的研究主要集中在金属材料表面,在玻璃表面的应用还比较少,这主要是由于玻璃和TiN薄膜材料的性质差别较大,导致TiN薄膜在玻璃表面的粘附力较差。为此,本文尝试在玻璃基体和TiN薄膜材料之间沉积Ti缓冲层,来提高TiN薄膜在玻璃表面的粘附力,将TiN薄膜材料应用于玻璃表面,来提高玻璃的表面硬度。本论文采用反应磁控溅射法,在普通载玻片基体表面制备了TiN薄膜,探索了Ti缓冲层提高玻璃基片和TiN薄膜之间结合强度的机理;同时,研究了氮氩流量比、溅射气压、溅射时间、溅射功率、基片温度等沉积参数对TiN薄膜的结晶性能、形貌、硬度以及光学透过率的影响,得到如下结论:(1)TiN薄膜的硬度主要取决于薄膜结构致密度、颗粒大小、钛氮原子比。当TiN薄膜以(200)晶面择优取向结晶时,薄膜颗粒呈现圆球状,尺寸细小,排列整齐,薄膜结构致密度较高,硬度性能较好;TiN薄膜中的钛氮原子比过高或过低,都不利于薄膜硬度性能的提升,当钛氮原子比接近于1时,TiN薄膜的硬度性能最佳。(2)TiN薄膜的光学透过率主要取决于薄膜的厚度和钛氮原子比,薄膜厚度越厚,钛氮原子比越高,TiN薄膜的光学透过率越低。(3)Ti缓冲层能够有效降低玻璃基TiN薄膜应力,提高TiN薄膜的结晶性能;同时,Ti缓冲层厚度对TiN薄膜的硬度具有较大的影响。当Ti缓冲层厚度为65 nm左右时,可以将TiN薄膜应力从18.89 MPa降至9.84 MPa,在该Ti缓冲层厚度下,玻璃基TiN薄膜的硬度性能最佳。(4)沉积参数影响着TiN薄膜的硬度,最佳硬度条件下的沉积参数为:Ti缓冲层厚度为65 nm,氮氩流量比为1:1,溅射压强为0.5 Pa,溅射时间120 min,溅射功率200 W,基片温度200℃时,玻璃基TiN薄膜的硬度性能最佳,达到795 HV,比玻璃基体的硬度高135 HV,可见光波段平均透过率为30.9%。