多弧离子镀TiN薄膜颜色性能的研究

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟

多弧离子镀TiN 薄膜颜色性能的研究

用多弧离子镀技术在3Cr13 不锈钢表面沉积TiN 薄膜，用扫描电子显微镜和可见光分光光度计研究了大颗粒、氮气流量与靶电流对膜层颜色性能的

影响及其作用规律。结果表明，大颗粒由表面结晶层、中间层和液滴层组成，

大颗粒数量较少时不会影响薄膜的颜色性能。增加氮气流量，样品的反射率呈

下降趋势，颜色坐标红/绿值a* 和黄/蓝值b* 增大，明度L* 减小，彩度指数C*ab 增大，色调角H*ab 减小，薄膜颜色由银灰色逐渐变化为深黄色; 然而，随着靶电流的增大，色调角H*a b 增大，彩度指数C*ab、红/绿值a* 和黄/蓝值b* 减小，薄膜颜色从深黄色逐渐变为银白色。靶电流的变化改变了膜层中钛和氮

的原子比，可对氮气流量的变化起到补偿作用。

不锈钢本身具有优良的耐蚀，耐磨等特性，目前已广泛应用于日用、汽

车工业、建筑等方面，随其需求领域的扩大，彩色不锈钢悄然问世。彩色不锈

钢不仅增加了装饰性和艺术性，而且提高了钢的耐蚀性和耐磨性。如今，彩色

不锈钢的应用越来越广，要求也越来越高。不锈钢的表面技术处理技术直接影

响着彩色不锈钢的应用和发展，对研究不锈钢表面着色具有较大的实用价值和

实际意义。

TiN 薄膜具有硬度高，化学惰性好，颜色独特等优点，在耐磨和耐腐蚀的表面涂层，半导体的扩散阻挡层，装饰行业等均有广泛应用。采用多弧离子

镀技术在金属表面制备仿金氮化钛装饰膜层具有生产效率高、工艺成本低、膜

层性能稳定等优点，该方法已经进入实用化的生产阶段。本文旨在系统研究大

颗粒、氮气流量与靶电流对膜层色泽的影响及其变化规律，为采用多弧离子镀

制备氮化钛仿金装饰膜及优化膜层色泽提供依据。