利用HiPIMS制备出的Ti-Si-N薄膜硬度可以达到66GPa！

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　　Ti-Si-N是被认为是一种高硬度的膜层，Veprek（1999）提出了一种结构模型，认为是非晶包含纳米晶结构。这有点类似于我们见到的沥青和石头混合路面结构。这里的纳米晶尺寸和非晶含量的多少是很讲究的。太多不行，太少也不行。

　　自从Veprek提出这个PVD涂层硬化模型以后，人们进行了很多尝试。利用了不同的方法，如多弧、磁控、复合PVD+PECVD方法等等，都得到了很好的效果。

　　HiPIMS（也是诞生于1999年）出现以后，人们利用该高能脉冲磁控也尝试了Ti-Si-N薄膜的制备。俄罗斯科学家制备出的TiSiN薄膜的硬度可以达到66GPa，这是令人惊奇的。

　　1） Ti-Si-N已经被证明可以具有高硬度、高耐磨特性。

　　2） 高能脉冲磁控技术（HiPIMS）改变了传统的磁控放电特性，获得了溅射粒子的高度离化。进一步优化了Ti-Si-N的结构，硬度可以达到66GPa

　　索引文献的作者们采用了高功率脉冲磁控溅射方法进行放电（实验室靶的尺寸为100mm直径，5mm厚度，含Si10%）。放电电流可以到400A。

　　他们的放电电源很好，有一个小的初始放电电流，用于稳定放电。这与哈工大研究的DC+PulseHiPIMS是相似的。高能脉冲放电确实有效果，等离子体中有2价的Ti和Ar离子，而且离子的峰位都很高（见下图）。这会改变膜层的轰击动力学。

　　索引文献的作者们采用了高功率脉冲磁控溅射方法进行放电（实验室靶的尺寸为100mm直径，5mm厚度，含Si10%）。放电电流可以到400A。

　　他们的放电电源很好，有一个小的初始放电电流，用于稳定放电。这与哈工大研究的DC+PulseHiPIMS是相似的。高能脉冲放电确实有效果，等离子体中有2价的Ti和Ar离子，而且离子的峰位都很高（见下图）。这会改变膜层的轰击动力学。

在160A的脉冲电流下沉积的膜层元素含量为：Ti （约41%）、Si(约5%)和N（约55%），膜层沉积了1.2um，膜层的硬度达到了66GPa，而且摩擦系数也很低，仅有0.54。大大提高了耐磨性。