磁控溅射法制备耐冲蚀钛合金复合涂层的研究进展.docVIP

磁控溅射法制备耐冲蚀钛合金复合涂层研究进展 田贵双1 戈超2 张俊秋2 （武汉理工大学机电工程学院 湖北 武汉 430070） （吉林大学工程仿生教育部重点实验室, 吉林 长春 130025） 摘 要：本文介绍了磁控溅射的基本原理，以及几种典型的磁控溅射镀膜技术（反应溅射、非平衡磁控溅射、等离子体加强磁控溅射技术）；并介绍了利用磁控溅射技术制备钛合金耐冲蚀涂层的新进展。 关键词：磁控溅射；耐冲蚀；钛合金 中图分类号Recent studies on erosion resistance titanium alloy composite coatings deposited by magnetron sputtering method Tian Gui Shuang1 Ge Chao2 ZHang Jun Qiu2 （School of Mechanical and Electronic Engineering,Wuhan University of Technology,WuHan,430070,China） ( Key.Laboratory for Bionics Engineering of Ministry of Education, Jilin University, Chang chun 130025, China) Abstract：In this paper, the basic concept magnetron sputtering method is reviewed. And several typical magnetron sputtering technology are presented, such as Reactive Magnetron Sputtering, Unbalanced Magnetron Sputtering and Plasma Enhanced Magnetron Sputtering. of erosion wear were described. Recent progresses in research on erosion resistance titanium alloy composite coatings deposited by magnetron sputtering method, was summarized. Key words：magnetron sputter; erosion resistance; titanium alloy 基金项目：国家自然科学基金重点项目；国家973计划前期研究专项（2007CB616913）资助；国家留学基金委留学回国人员科研启动基金(3C108K331463)；吉林大学研究生创新基金资助项目 作者简介：田贵双（1988～），女，本科生. 研究方向：功能薄膜材料研究 戈超（1985～），男，硕士研究生.研究方向：仿生功能材料、功能薄膜材料研究email：gechao180402@ 张俊秋（1979～），男，博士研究生. 研究方向：工程仿生、生物表面仿生工程、功能薄膜材料研究.email：zhangjunqiu2005@163.com 0 前 ( 言 磁控溅射技术在薄膜制备领域的应用十分广泛，可以制备工业上所需要的各种薄膜，如超硬薄膜、耐腐蚀耐摩擦薄膜、超导薄膜、磁性薄膜、光学薄膜，以及各种具有特殊电学性能的薄膜等。冲蚀磨损广泛存在于机械、冶金、能源、化工、航天等许多工业部门，成为引起材料破坏或设备失效的一个重要原因。钛合金由于比强度高，韧性和航天工业中磁控溅射技术诞生于20世纪70年代初期，并随后在电学膜、光学膜和能源、机械工业等产业化领域得到广泛应用。磁控溅射是由二极溅射基础上发展而来，在靶材表面建立与电场正交的磁场，形成正交电磁场。解决了二极溅射沉积速率低，等离子体离化率低等问题。因此，磁控溅射又称为高速、低温的溅射。磁控溅射技术已成为目前镀膜工业主要方法之一，与其它镀膜技术相比具有如下特点[1,2]：可制备成靶的材料广，几乎所有金属，合金和陶瓷材料都可以制成靶材；在适当条件下多元靶材共溅射方式，可沉积配比精确恒定的合金；在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体，可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜；通过精确地控制溅射镀膜过程，容易获得均匀的高精度的膜厚；通过离子溅射靶材料物质由固态直接转变为等离子态，溅射靶的安装不受限制，适合于大容积镀膜室多靶布置设计；溅射镀膜速度快，膜层致密，附着性好等特点，很适合于大批量，高效率工业生产。 近年来磁控溅射技术发展很快，具有代表性的方法有射频溅射、反应磁控溅射、非平衡磁控溅射、等离子体加强磁控溅射，脉冲磁控溅射、高速溅射等。