對比陰極弧與HiPIMS對AlTiN沉積膜層的研究

目前制備硬質合金涂層主要可采用PVD方式，而PVD沉積除磁控放電外，還有陰極弧放電進行涂層PVD沉積，相比磁控，陰極弧放電結構簡單，已廣泛應用于各種涂層技術的制備，如裝飾鍍層，其工藝沉積速率快。隨著工藝的要求逐漸提高，硬質合金涂層在硬度等方面提出了更高的要求，而HiPIMS在高質量硬質涂層方面更具有顯著優勢。通過對比研究陰極弧和HiPIMS沉積AlTiN合金涂層的性質研究，我們則可以更好地通過材料特性理解陰極弧與HiPIMS放電的特性。

圖1.AlTiN表面(a)陰極弧SEM,(b)HiPIMS SEM,(c)陰極弧AFM，(d)HiPIMS AFM

圖2.電化學性能a:無涂層樣品，b:陰極弧涂層樣品，c:HiPIMS涂層樣品;A阻抗測試,BHiPIMS SEM,

而電化學測試結果表明，HiPMIS制備的AlTiN相比陰極弧制備的樣品擁有更高的阻抗，如圖2(A)所示,以及更小的極化電流圖2(B)所示，電化學結果表明，HiPIMS制備的AlTiN膜層更耐腐蝕。

圖3.結合力測試結果

表1.力學性能結果

力學性能測試結果表明，HiPIMS制備的薄膜比陰極弧有更好的力學性能，如較好的結合力圖3，以及更高的硬度，更低的殘余應力等，如圖表1所示。

1) 通過薄膜質量和性能反映了不同的放電形式制備的薄膜差異。

2) 如果結合更多的放電物理參數，則更有助于系統性的理解陰極弧和HiPIMS放電。

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）