● 摘要
在本文中主要讨论了两种用途的物理气相沉积膜层的制备和应用研究。(1)使用磁过滤阴极电弧沉积方式制备TiN，TiAlN，纳米多层膜，以及使用低能MEVVA离子源技术对由磁过滤阴极真空弧沉积的TiN，TiAlN硬质膜进行了多种离子注入，利用各种方式来测试研究薄膜性能。金属蒸发真空弧（MEVVA）金属源离子注入技术是上世纪80年代发展起来的一项新型的材料表面处理技术，而磁过滤阴极电弧薄膜沉积（FCVAD）方法则具有沉积原子离化率高，能过滤掉大颗粒，可以形成细小和致密的组织的优点。本文采用多种靶材制备不同成分和结构的膜层，并采用多种离子注入来改善膜层性能。使用场发射扫描电镜，纳米硬度计，X射线衍射仪来测试膜层结构和性能，证明FCVAD和MEVVA两者的结合可以有效的提高材料表面的硬度和耐磨性。(2)在镁合金压铸件上喷涂UV底漆，在其上利用物理气相沉积技术制备金属膜层，达到高光效果，并在膜层表面覆盖PU面漆提高耐磨性；使用DOE方法改进薄膜制备工艺，做到较为理想的生产状态。镁合金具有多种优异特性，非常适用于制造3C产品的外壳，但是由于压铸后表面缺陷多，必须经过处理后才能应用于高端产品的制造。本文综合试验并分析了多种在镁合金压铸件上制备金属膜层的方法，并最终确定使用多弧铬靶和磁控溅射不锈钢柱靶在高光UV底漆上沉积金属膜层，并在膜层表面使用PU面漆来增强耐磨，耐腐蚀性能。在后续试验中又对工艺参数进行了规范调整，最终达到了制程的稳定。在镁合金表面制备彩色膜层的开发案中，作了大量的试验工作，对镁合金表面反应膜层的制备规律有了较为深入的认识。