对比阴极弧与HiPIMS对AlTiN沉积膜层的研究

目前制备硬质合金涂层主要可采用PVD方式，而PVD沉积除磁控放电外，还有阴极弧放电进行涂层PVD沉积，相比磁控，阴极弧放电结构简单，已广泛应用于各种涂层技术的制备，如装饰镀层，其工艺沉积速率快。随着工艺的要求逐渐提高，硬质合金涂层在硬度等方面提出了更高的要求，而HiPIMS在高质量硬质涂层方面更具有显著优势。通过对比研究阴极弧和HiPIMS沉积AlTiN合金涂层的性质研究，我们则可以更好地通过材料特性理解阴极弧与HiPIMS放电的特性。

图1.AlTiN表面(a)阴极弧SEM,(b)HiPIMS SEM,(c)阴极弧AFM，(d)HiPIMS AFM

图2.电化学性能a:无涂层样品，b:阴极弧涂层样品，c:HiPIMS涂层样品;A阻抗测试,BHiPIMS SEM,

而电化学测试结果表明，HiPMIS制备的AlTiN相比阴极弧制备的样品拥有更高的阻抗，如图2(A)所示,以及更小的极化电流图2(B)所示，电化学结果表明，HiPIMS制备的AlTiN膜层更耐腐蚀。

图3.结合力测试结果

表1.力学性能结果

力学性能测试结果表明，HiPIMS制备的薄膜比阴极弧有更好的力学性能，如较好的结合力图3，以及更高的硬度，更低的残余应力等，如图表1所示。

1) 通过薄膜质量和性能反映了不同的放电形式制备的薄膜差异。

2) 如果结合更多的放电物理参数，则更有助于系统性的理解阴极弧和HiPIMS放电。

1. A Comprehensive Study of Al0.6Ti0.4N Coatings Deposited by Cathodic Arc and HiPIMS PVD Methods in Relation to Their Cutting Performance during the Machining of an Inconel 718 Alloy

（本文章由xdz供稿）