采用非平衡磁控溅射技术,通过改变氮气和氩气分压比P(N2)/P(Ar) ,在钛合金(Ti6Al4V) 表面制备出不同结构及性能的氮化硅薄膜。结果显示,制备的氮化硅薄膜为非晶态结构,随着氮气分压的增加,Si-N 键的含量增加,其对应的红外吸收峰逐渐变宽,并向高波数偏移。氮化硅薄膜的显微硬度、耐磨性随着P(N2)/P(Ar) 的增加而先增加,当P(N2)/P(Ar) 为0.25 时,随着P(N2) / P(Ar) 的增加,薄膜硬度及耐磨性稍有降低。氮化硅薄膜具有较好的膜/基结合力,当增大氮气和氩气分压比,薄膜的脆性随之增加。

    氮化硅薄膜是一种重要的精细陶瓷薄膜,具有优良的光学性能、绝缘耐压性能、机械性能以及钝化性能等,它不仅在光电子、微电子等大规模集成电路和半导体器件制造中有着广泛的应用,而且在材料表面改性领域也有着广泛的应用前景。氮化硅薄膜具有很高的硬度 ,硬度可达3240HV0. 01 ,氮化硅薄膜还具有好的耐磨性和抗划伤能力。氮化硅薄膜的摩擦系数很小,随着摩擦的不断进行,摩擦面越来越光洁,阻力越来越小,形成自润滑效应,膜与膜之间的摩擦系数仅为0.05 。

    迅达真空泵厂告诉您：氮化硅薄膜的制备方法有多种,其中最常用的化学气相沉积(CVD) 法,等离子体增强化学气相沉积(PECVD) 法 ,离子束沉积和反应溅射等物理气相沉积法等。溅射技术制备氮化硅薄膜时,工作气压和薄膜的含氮量会对薄膜的磨损性能产生影响 。改变氮气分压影响氮化硅薄膜成分及性能。非平衡磁控溅射是物理气相沉积法的一种,非平衡磁控溅射技术拓宽了等离子体区域,提高了沉积基片附近的等离子体密度,利用离子轰击对基体和生长薄膜的作用,可以制备致密度高、膜/ 基结合力较好的高质量薄膜。本文采用非平衡磁控溅射技术,在不同氮气分压下制备了不同结构的氮化硅薄膜,研究了氮气分压对氮化硅薄膜结构与性能的影响。