《表2 正交试验极差分析表》

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《Ti_2AlN薄膜的制备及性能表征》

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研究发现，负偏压对大颗粒能否沉积到基体表面起着决定性的作用。通过正交试验极差分析发现负偏压对Ti-Al-N薄膜的力学性能也有较大影响，为研究负偏压对Ti-Al-N薄膜的表面形貌及性能的影响，在氮气通量40 sccm，靶电流75 A，占空比90%，负偏压（200 V，300 V，400 V，500 V）工艺下进行对比试验。图1为负偏压对沉积态Ti-Al-N薄膜表面形貌的影响，观察发现，当负偏压为200 V时，Ti-Al-N薄膜表面较为粗糙，存在较多的大颗粒且粒度较大。随着负偏压增至300 V时，沉积在Ti-Al-N薄膜表面的大颗粒数量和尺寸都有所减少，但是表面粗糙度依然很高。当负偏压为400 V时，沉积在Ti-Al-N薄膜表面的大颗粒数量和尺寸明显减少，晶粒明显得到细化，表面也变得较为平滑，可以看出此时负偏压数值较为合理。随着负偏压继续增至500 V时，薄膜表面的大颗粒不但没有细化和减少，反而增多并且变大。当负偏压较低或较高时，Ti-Al-N薄膜表面都很粗糙，分析原因：大颗粒在产生时具有一定的初始动能，当负偏压较小时，绝大多数大颗粒的初始动能要强于基体对其排斥力，从而大颗粒很容易沉积到基体表面；而负偏压较大时，基体排斥力要大于绝大部分大颗粒的初始动能，因此，绝大部分大颗粒难以沉积，但由于负偏压过大致使离子产生反溅射作用，最终Ti-Al-N薄膜表面的颗粒数目和粒度都较高，使得薄膜表面较为粗糙。