TiN katte värvide omaduste uurimine, mis on tehtud mitmekaareioonkihtide tehnoloogia abil

TiN-õhukese kattekiht ladestub mitmekihilise ioonkatte tehnoloogiaga 3Cr13 roostevabast terasest. Suurte osakeste, lämmastiku voolukiiruse ja sihtvoolu mõju filmide värvimõjudele uuriti skaneeriva elektronmikroskoopia ja nähtava spektriga fotomeetri abil. Tulemused näitavad, et suured osakesed koosnevad pinnakristallkihist, vahekihist ja tilgakihist ning väiksemad kogused suured osakesed ei mõjuta kile värviprotsessi. Lämmastiku voolukiiruse suurendamisel näitas proovi peegelduvus langustendentsi, punase / rohelise värvi koordinaatide a * ja kollase / sinise väärtuse b * suurenemist, kergust L *, kromaindeksi C * ab suurenemist ja värvusnurk H * ab vähenes, filmi värvus muutus järk-järgult hõbehallist tumekollaseks. Kuid sihtvoolu suurenedes suurenes tooninurk H * ab, värvusindeks C * ab, punased / rohelised väärtused a * ja kollase / sinise värvuse b * kõik vähenesid, filmi värv järk-järgult muutus sügavkollast hõbevalgeks. Sihtvoolu muutus muudab titaani aatomi suhet ja võib kompenseerida lämmastiku voolu muutust.

Roostevaba teras ise on suurepärase korrosioonikindluse, kulumiskindluse ja muude omadustega, nüüd on seda laialt kasutanud igapäevaelus, autotööstuses, ehituses ja muudes valdkondades, nõudluse piirkondade laiendamine, värviline roostevaba teras vaikselt välja. Värviline roostevaba teras suurendab mitte ainult dekoratiivseid ja kunstilisi omadusi, vaid parandab ka terase korrosioonikindlust ja kulumiskindlust. Täna muutub roostevabast terasest värvimine üha enam ja nõuded muutuvad üha kõrgemaks. Roostevabast terasest pinnatöötlus tehnoloogia mõjutab otseselt roostevabast terasest värvi kasutamist ja arendamist ning sellel on samuti suur praktiline väärtus ja praktiline tähendus roostevabast terasest pindade värvimiseks.

TiN-i filmil on eelised: kõrge kõvadus, hea keemiline inertsus, ainulaadne värvus jne. Seda kasutatakse laialt kulumiskindlates ja korrosioonikindlates pinnakatetes, pooljuhtide difusioonibarjäärides ja kaunistustes. Mitmekaarega ioonkihistamise tehnoloogia kasutamine kuldmüttimisega titaandioksiidiga dekoratiivkilpide valmistamiseks metallpinnal on eelisteks kõrge tootmisefektiivsuse, madalate tootmiskulude, stabiilse filmi jõudluse jms kohta. See meetod on juba jõudnud praktilisele tootmisetapile. Käesoleva dokumendi eesmärk on süstemaatiliselt uurida suurte osakeste, lämmastiku voolu ja sihtvoolu mõju TiN-filtrite värvile ja muutuse eeskirjadele, et saada alus titaaniumnitriidmutatsiooniga kulla dekoratiivsele filmile mitmesuguste - karakteristikute ioonkatte tehnoloogia ja filmi värvi optimeerimine.

1. Eksperimentaalne sisu

1. 1. Eksperimentaalsed seadmed ja materjalid

Selles katses kasutati kattekihi jaoks AIP-01-tüüpi multikaar-ioonkatteid. Purunemiskiirus oli titaani sihtmärk, mille puhtus oli 99,9%. Töötav gaas oli argoongaas (Ar) puhtusega 99.99%. Reaktsioon gaas oli lämmastik (N2) puhtusega 99,99%, substraadiks on 3Cr13 roostevaba teras mõõtmetega 40 mm × 20 mm × 2 mm.

1. 2. Eksperimentaalne meetod

Pärast peenestamist ja poleerimist substraati pesti ultraheliuvalt 15 minuti jooksul atsetooni ja absoluutse etanooliga ning seejärel pandi pärast kuivatamist katmismasina. Seejärel vaakum pumbatakse vähemalt 6,0 × 10-3 Pa ja soojendatakse sadestumistemperatuurini. Argooni gaas aurustati töörõhuni, seejärel alustati kaarekeha esmalt puhta titaani alumise kihi katmiseks 5 minuti jooksul (protsess on näidatud tabelis 1) ja seejärel aurustati lämmastikku TiN-i kile kinnitamiseks.

Tabel 1 Puhtalt titaanist pealekandmine

Proovi pind kaeti erinevate protsessiparameetritega (lämmastiku vool ja sihtvool) ja seejärel kasutati filtri morfoloogia jälgimiseks LEO-1530VP väljalaskega skaneeriva elektronmikroskoobi (FE-SEM).

TiN-kilede värvusomadusi mõõdeti Perkin Elmer Lambda 950 UV / Vis spektrofotomeetriga. Nimetatud Rahvusvahelise Valgustuskomisjoni (CIE) soovitatud kolme tüüpi valgustitest: standardsed valgustusained A, C ja D65. Filmi spektraalne peegelduvus ρ (λ) mõõdetakse spektrofotomeetriga ja seejärel kasutatakse oma andmete analüüsi süsteemi, et arvutada LAB-värvi-koordinaatide kolm ortogonaalset parameetrit kolme standardvalgustuse all: L *, a *, b *, in Riiklik standard CIE 1976 (L *, a *, b *) värvisüsteem, L * näitab värvi heledust (L * = 0 tekitab must ja L * = 100 näitab valget), a * näitab punakasrohelist suunda + a * näitab punast suunda, -a * tähistab rohelist suunda ja b * tähistab kollase-sinise värvi suunda (+ b * näitab kollast suunda - b * tähistab sinist suunda). Värvikoordinaadid h * ab ja värviindeks C * ab arvutatakse värvikoordinaatide järgi. Tooni nurk H * ab tähistab domineerivat lainepikkust ja värvi indeks C * ab tähistab värvitooni:

H ^* _ab = arctan (b ^* / a ^* ) (1)

C ^* _ab = (a ^{* 2} + b ^{* 2} ) 1/2 (2)

2. Kokkuvõte

(1) Enamik suured osakesed koosnevad tilkkihist, vahekihist ja kristallilisest kihist. Kristalliline kiht on pinnale sattunud. Kui suurte osakeste arv on väike, on kile värvi mõju väike. Kui suurte osakeste arv on liiga suur, vähenevad kile katmise suured osakesed, peegelduvus ja filmi heledus.

(2) Titaaniumnitriidkileid, mille värvus on hõbedast kuni tumekollane, võib valmistada erinevatel lämmastiku voolu tingimustel. Lämmastiku voolukiiruse suurenedes väheneb filmi peegelduvuskõver, mis näitab heleduse L * ja tooni nurga H * ab vähenemist ning punase / rohelise väärtuse a *, kollase / sinise väärtuse b * ja küllastuse indeksi C * ab LAB värvipiirkonnas.

(3) Sihtvoolu suurenedes saab valmistada titaannitriidi kiled, mille värvus on vahemikus sügav kollane kuni hõbedane valge, mille värvusnurga H * ab ja värvuse indeks C * ab suureneb ja punase / rohelise väärtuse vähenemine a * ja kollane / sinine väärtus b * LAB värviruumis. Kuna sihtvoolu muutus võib filmi titaani ja lämmastiku aatomi suhet muuta, et kompenseerida lämmastiku voolukiiruse muutust. Seetõttu suureneb L * astme järk-järgult esiosas, kui sihtvool suureneb, ja L * väärtuse langus tagumises osas peaks olema tingitud suure hulga suurte osakeste ja muude defektide tekitamisest kiht kui praegune edasine suurendamine.