TiN薄膜的残余应力调控及力学性能研究
来源：机械工程学报杂志2017年第24期北京时间：
作者：邱龙时, 乔关林, 马飞, 徐可为
单位：1. 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室 西安 710049;2. 西安文理学院机械与材料工程学院 西安 710065
摘要：残余应力是制约物理气相沉积（Physical vapor deposition，PVD）硬质薄膜厚度的关键因素。采用多弧离子镀技术在高速钢基体上制备了厚度从3.7 m到15.5 m的TiN薄膜，结合曲率法和有限元法研究残余应力及结合性能随膜厚的变化规律。结果表明，随着膜厚的增加，基片弯曲程度加剧，而薄膜平均残余应力降低；膜层内残余应力的整体水平决定了界面切应力大小，薄膜结合性能随界面切应力的增加而降低。增加基体偏压、降低工作气压均导致薄膜内部残余应力的升高。当残余压应力较高时，TiN薄膜具有细小、致密的柱状晶结构，并呈现（111）择优取向，薄膜硬度及断裂韧度较高，耐磨性能良好。研究结果提示我们，通过残余应力的调控可提高硬质薄膜的力学特性。
关键词：TiN薄膜,残余应力,结合强度,力学性能,曲率法；
基金资助：国家自然科学基金资助项目（51371136，51471130）。
