磁控溅射氮化铬硬质镀层的缺陷成因分析

来源 :中国真空学会2016学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cdtst
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  氮化铬(CrNx)硬质镀层具有高硬度、高耐磨、抗腐蚀、耐高温等优良性能,在刀具刃具等领域有着广泛的应用,也可用作大面积印刷版材的表面耐磨层,它经常使用反应磁控溅射的方法来制备。然而,磁控溅射制备的大面积氮化铬镀层,往往会出现一些针孔、夹杂、表面凸起物,甚至露底通孔缺陷,这些缺陷会导致印刷过程中的缺墨、蹭脏、镀层脱落等问题,并大幅度减少印版的耐印寿命。减少甚至消除镀层缺陷,就需要对缺陷成因进行分析,探索工艺参数对缺陷形成、分布状况和镀层性能的影响,确定缺陷在镀层中的位置和产生因素,为设备改造和工艺改进提供理论和实验指导。采用中频孪生靶反应磁控溅射的方法,采用不同的工艺参数,在金属基底表面制备了多种氮化铬硬质镀层。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X 射线能谱仪(EDX)、X 射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、电化学工作站等仪器设备对镀层的形貌、成分、晶型结构、硬度、耐腐蚀等性能或结构参数进行了分析表征,总结了氮化铬镀层中各类缺陷的形状特征、结构特征和影响因素,找到了缺陷对应的成因,初步确定了工艺参数对镀层性能及其缺陷的影响规律。通过优化过渡层、溅射功率密度、氮分压、基底偏压等工艺参数,可以得到较高性能和较少缺陷的氮化铬镀层。
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