1硬质膜的研究进展 1
1.1硬质膜概述 1
1.2氮化物硬质膜的研究进展 5
1.2.1单一金属氮化物膜 5
1.2.2氮化物膜的多元化发展 6
1.2.3多元氮化物膜的多层和梯度化设计 10
2氮化物膜的应用现状 12
2.1单一金属氮化物膜刀具 12
2.2多元氮化物膜刀具 13
2.3多元多层氮化物膜刀具 15
2.4氮化物膜的其他应用 16
3真空镀膜技术 18
3.1真空镀膜技术概述 18
3.2真空镀膜技术分类 21
3.2.1真空蒸发镀技术 21
3.2.2真空溅射镀技术 22
3.2.3真空离子镀技术 24
3.2.4束流沉积技术 27
3.2.5化学气相沉积技术 29
3.3多弧离子镀技术概述 32
3.3.1离子镀技术发展 32
3.3.2多弧离子镀技术特点 32
3.3.3多弧离子镀技术原理 33
4镀膜工艺参数与研究方法 37
4.1多弧离子镀设备简介 37
4.2实验材料 38
4.2.1靶材的选择与制备 38
4.2.2基材的选择与预处理 39
4.3镀膜工艺参数的选择 40
4.3.1基体负偏压 40
4.3.2气体分压 41
4.3.3弧电流强度 41
4.3.4本底真空度 42
4.3.5试样温度 43
4.3.6试样转动速率 43
4.3.7沉积时间 43
4.3.8磁场 44
4.4薄膜的表征方法 44
4.4.1薄膜表面和断口形貌观察 44
4.4.2薄膜成分分析 44
4.4.3薄膜相结构分析 45
4.4.4薄膜硬度测试 45
4.4.5膜／基结合力测试 45
4.4.6薄膜耐磨性能研究 46
4.4.7薄膜抗高温氧化性能 47
5 （Ti， Al，Zr，Cr）N多元单层膜的制备与微结构 48
5.1（Ti， Al， Zr， Cr） N膜制备 48
5.2（Ti， Al， Zr，Cr）N膜组织形貌 49
5.2.1薄膜实物照片 49
5.2.2薄膜表面形貌 50
5.2.3薄膜表面粗糙度 53
5.2.4薄膜断口形貌 53
5.3（Ti， Al， Zr， Cr） N膜成分 57
5.3.1薄膜表面成分 57
5.3.2薄膜成分离析 58
5.4 （Ti，Al，Zr，Cr）N膜相结构 59
6 （Ti，Al，Zr，Cr）N多元单层膜的性能 62
6.1 （Ti，Al，Zr，Cr）N膜硬度和膜/基结合力 62
6.1.1薄膜硬度 62
6.1.2膜／基结合力 65
6.2 （Ti，Al，Zr，Cr）N膜耐磨性 66
6.2.1薄膜摩擦系数曲线 66
6.2.2薄膜磨损表面形貌 72
6.3 （Ti，Al，Zr，Cr）N膜的高温氧化行为 79
6.3.1薄膜短时高温氧化 79
6.3.2薄膜长时高温循环氧化 86
7 （Ti，Al，Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N多元双层膜的制备与微结构 93
7.1（Ti， Al， Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜制备 93
7.2 （Ti，Al，Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜断口形貌 94
7.3（Ti， Al， Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜成分 97
7.3.1薄膜断面成分 97
7.3.2薄膜表面成分 100
7.4（Ti， Al， Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜相结构 101
8 （Ti，Al，Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N多元双层膜的性能 104
8.1（Ti， Al， Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜硬度和膜／基结合力 104
8.1.1薄膜硬度 104
8.1.2膜／基结合力 105
8.2 （Ti，Al，Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜耐磨性 106
8.2.1薄膜摩擦系数曲线 106
8.2.2薄膜磨损表面形貌 112
8.3 （Ti，Al，Zr）N/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜的高温氧化行为 119
8.3.1薄膜短时高温氧化 119
8.3.2薄膜长时高温循环氧化 125
9CrN/ （Ti， Al， Zr， Cr） N多元双层膜的制备与微结构 133
9.1 CrN/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜制备 133
9.2 CrN/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜断口形貌 134
9.3 CrN/ （Ti ， Al， Zr ， Cr） N膜成分 137
9.3.1薄膜断面成分 137
9.3.2薄膜表面成分 140
9.4 CrN/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜相结构 141
10 CrN/（Ti，Al，Zr，Cr）N多元双层膜的性能 143
10.1 CrN/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜硬度和膜／基结合力 143
10.1.1薄膜硬度 143
10.1.2膜／基结合力 144
10.2 CrN/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜耐磨性 145
10.2.1薄膜摩擦系数曲线 145
10.2.2薄膜磨损表面形貌 151
10.3 CrN/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜的高温氧化行为 157
10.3.1薄膜短时高温氧化 157
10.3.2薄膜长时高温循环氧化 163
11 TiAlZrCr/ （Ti ， Al ， Zr ， Cr） N多元梯度膜的制备与微结构 172
11.1 TiAlZrCr/ （Ti， Al， Zr， Cr） N膜制备 172
11.2 TiAlZrCr/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜断口形貌 173
11.3 TiAlZrCr/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜成分 176
11.3.1薄膜断面成分 176
11.3.2薄膜表面成分 179
11.4 TiAlZrCr/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜相结构 180
12 TiAlZrCr/ （Ti ， Al， Zr ， Cr） N多元梯度膜的性能 183
12.1 TiAlZrCr/ （Ti ， Al ， Zr ， Cr） N膜硬度和膜／基结合力 183
12.1.1薄膜硬度 183
12.1.2膜／基结合力 184
12.2 TiAlZrCr/ （Ti ， Al ， Zr ， Cr） N膜耐磨性 185
12.2.1薄膜摩擦系数曲线 185
12.2.2薄膜磨损表面形貌 191
12.3 TiAlZrCr/（Ti，Al，Zr，Cr）N膜的高温氧化行为 198
12.3.1薄膜短时高温氧化 198
12.3.2薄膜长时高温循环氧化 204
13结论与展望 212
参考文献 218