【摘 要】
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社会生产力的不断提高离不开制造业的蓬勃发展,切削刀具等的硬质保护涂层对于提高其切削性能,延长其使用寿命,降低使用成本,提高工作效率很有意义。通过形成周期性共格c-Al N/c-TMN超晶格结构,Al N/Ti N纳米多层涂层能获得超越其单组分力学性能、抗氧化性能、耐磨损性能简单加和的优异性能,很适合用于切削刀具等的硬质保护涂层。然而,c-Al N是一种介稳相,在厚度过大或者外界温度过高时,会转变为
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社会生产力的不断提高离不开制造业的蓬勃发展,切削刀具等的硬质保护涂层对于提高其切削性能,延长其使用寿命,降低使用成本,提高工作效率很有意义。通过形成周期性共格c-Al N/c-TMN超晶格结构,Al N/Ti N纳米多层涂层能获得超越其单组分力学性能、抗氧化性能、耐磨损性能简单加和的优异性能,很适合用于切削刀具等的硬质保护涂层。然而,c-Al N是一种介稳相,在厚度过大或者外界温度过高时,会转变为稳定性更高的w-Al N,并导致超晶格结构的破坏,涂层产生性能的陡然下降。为了应对干切削作业的高温工作环境,制备出具备高热稳定性的c-Al N/c-TMN超晶格涂层很有意义。本文使用磁控溅射法沉积Al N/Ti N纳米多层涂层,从沉积温度、Ti N层厚度以及基底材料等方面去探究c-Al N/c-Ti N超晶格的生长条件,并对制备出的超晶格结构的热稳定性进行表征。此外,c-Al N/c-Ti N超晶格中的c-Al N在热条件下的结构演变规律试图通过XRD、横截面TEM等方法进行分析。主要获得以下结论:（1）高的沉积温度有利于磁控溅射法c-Al N/c-Ti N超晶格的形成,在沉积温度为600℃时,可制备具有小厚度（1 nm）c-Al N层的c-Al N/c-Ti N超晶格结构。（2）比较不同Ti N厚度的c-Al N/c-Ti N超晶格涂层,随Ti N厚度的增大,c-Al N/cTi N超晶格的XRD衍射图中具有更多数量和更高强度的卫星峰,超晶格结构质量更好。c-Al N厚度可达到约5 nm。（3）具有小厚度（1 nm）c-Al N层的c-Al N/c-Ti N超晶格,具有良好的c-Al N的热稳定性,在1000℃热处理540 min后,尽管层状结构发生了局部的破坏,但是c-Al N仍保持其立方结构。（4）制备的Ti N层厚度为7 nm和10 nm的c-Al N/c-Ti N超晶格在1000℃热处理40 min后和540 min后,XRD卫星峰只发生了强度的下降,而没有发生数量的减少和消失,表现出比本文中小厚度（1 nm）c-Al N的c-Al N/c-Ti N更好的热稳定性。
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