硼硅玻璃表面磁控濺射TiAlN-SiN復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)及高溫氧化性能.pdf

1、憑借豐富的色彩和低廉的價(jià)格，硼硅玻璃表面沉積薄膜部分代替微晶玻璃這一理念有望在家電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。利用工業(yè)化連續(xù)腔室磁控濺射設(shè)備，采用 Ti和Al原子比為1：1的大型平面合金靶材和柱狀純硅靶，在氮?dú)夂蜌鍤鈿夥障拢ㄟ^調(diào)控工藝參數(shù)在硼硅玻璃表面沉積出黑色的TiAlN，而后傳送至后續(xù)腔室在TiAlN薄膜表面進(jìn)行透明SiN保護(hù)層的沉積，用以保證TiAlN層在高溫氧化的情況下保持黑色不變。
　　利用掃描電鏡、X射線衍射儀、X射線光電子能譜儀、透

2、射電鏡、納米壓痕儀等手段進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，TiAlN/SiN復(fù)合膜中，內(nèi)部柱狀晶結(jié)構(gòu)的TiAlN層厚度約為300 nm，外部非晶結(jié)構(gòu)的SiN厚度110 nm至260 nm不等，厚度隨沉積時(shí)間非線性增加。TiAlN及SiN薄膜結(jié)構(gòu)致密，TiAlN層主要沿(111)晶向生長，同時(shí)含有(220)、(222)、(200)相。高溫氧化后TiAlN(111)相減弱，表面有孔隙生成，氧化溫度在700°C，薄膜表面有Al2O3和TiO2生成。硼硅玻璃

3、表面沉積TiAlN/SiN復(fù)合膜在600°C高溫氧化后保持黑色不變，當(dāng)氧化溫度達(dá)到700°C的時(shí)候，薄膜顏色開始發(fā)生變化，表面有SiO2及Si系氧化物生成，TiAlN(111)相減弱不明顯。從截面可觀察TiAlN/SiN復(fù)合膜表面有氧化層，厚度約為5至10納米，與SiN均為非晶結(jié)構(gòu)。氧化至900°C薄膜內(nèi)部TiAlN(111)相逐漸消失TiAlN(220)相減弱明顯，隨著柱狀晶結(jié)構(gòu)的消失及復(fù)合膜中Al2O3的生成，薄膜失效。外部SiN層