1.一種高質(zhì)量的TiN薄膜的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)選用純度為99.95%以上的Ti鑄錠經(jīng)鍛造、軋制、熱處理、校平和機(jī)加工后制成鈦板條;然后用丙硝酸和氫氟酸組成的混合酸清洗,再依次用去離子水、無(wú)水乙醇清洗,真空干燥;然后用激光雕刻鈦板條各表面;最后用卷圓機(jī)將雕刻后的鈦板條卷圓成鈦環(huán),清洗烘干后,得到濺射鈦環(huán);
(2)采用鋼片作為基體,在制備氮化鈦薄膜前,將鋼片依次浸泡到洗滌劑和丙酮中,超聲震蕩5-15min,后取出,采用乙醇和去離子水清洗,真空干燥,待用;
(3)將鈦環(huán)和鈦鈀采用導(dǎo)電膠粘結(jié)好作為靶材,將預(yù)處理后的鋼片安裝在濺射室內(nèi)的樣品臺(tái)上,并將上述靶材安裝在濺射靶臺(tái)上;對(duì)濺射室進(jìn)行抽真空處理,并利用電阻加熱器對(duì)樣品臺(tái)進(jìn)行加熱,單獨(dú)向?yàn)R射室內(nèi)通入氬氣和氮?dú)?,?jīng)閘板閥調(diào)節(jié)濺射室內(nèi)氣壓為1.0Pa,經(jīng)外加電壓等離子化后,調(diào)節(jié)各工藝參數(shù),在鋼片上沉積TiN薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于,步驟(1)中,所述軋制的條件為:軋制張力為35-63MPa,道次變形量為10-20%,軋制總變形量為55-75%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于,步驟(1)中,所述熱處理的條件為:溫度880-1200℃,保溫時(shí)間0.5-2h。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于:步驟(1)中,校平后平面度≤1mm,機(jī)加工后鈦板條平面度≤0.3mm,表面粗糙度≤1.6μm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于,步驟(1)中,所述激光雕刻的條件為:激光器脈沖寬度10-100ns,脈沖頻率20-100kHz,激光平均功率為20-200W,雕刻線速度為1000-3000mm/s,雕刻時(shí)分層雕刻,每層厚度為0.05-0.2mm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于:步驟(2)中,所述鈦鈀為圓柱形,其直徑與鈦環(huán)的內(nèi)徑相同。
7.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于:步驟(3)中,所述抽真空至濺射室內(nèi)的真空度為(1-6)×10-6Pa,電阻加熱器對(duì)樣品臺(tái)進(jìn)行加熱至50-260℃。
8.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于:步驟(3)中,濺射功率為20-80W,電壓為0.2-0.4KV,濺射時(shí)間為40-160min。
9.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于,步驟(3)中氮?dú)夂蜌鍤獾牧髁糠謩e為:Ar 30-50cm3/min,N215-40cm3/min。
10.如權(quán)利要求1所述的一種高質(zhì)量TiN薄膜的制備方法,其征在于:所制備TiN薄膜的厚度為0.1-4μm。