[01564612]钢材表面等离子体化学气相沉积镀钛膜技术

该课题研究了镀钛不锈钢复合材料的关键技术，这些关键技术为项目成果产业化研究提供了技术支撑，是镀钛不锈钢复合材料产业化研究的关键步骤。该课题采用磁控溅射在不锈钢基底上沉积钛膜，并考察其相关性质及影响因数。确定合适的条件参数，制得膜厚、附着力等性能都较好的薄膜，进而为工业化大规模采用溅射制备薄膜材料提供参考数据。主要研究成果及性能指标：完成了等离子体溅射炉的研制工作，设计并获得了钢材表面镀钛膜的等离子体溅射炉；完成钢材表面等离子体溅射沉积镀钛膜的工艺条件摸索，主要包括五个参数：溅射功率、沉积时间、负偏压、靶距和真空度。通过对上参数的摸索，获得了设备的基本性能。研究了不同工艺参数对钢钛复合材料性能的影响；1．沉积时间对钛膜性能的影响2．功率对钛膜形貌及结构的影响3．偏压对钛膜形貌及结构的影响4．真空度(Ar压强)对钛膜形貌及结构的影响5．靶距对钛膜形貌及结构的影响。研究了较优工艺参数对钢钛复合材料性能的影响；在固定其他工艺条件的前提下，对在钢材表面等离子体镀钛膜的各种工艺条件进行了优选实验，获得了各工艺的较优值，这些工艺条件分别是：氩气流量为20ml/min、功率112W、真空度1.0Pa、镀膜时间100min、偏压150V、靶距35mm。在上述已优化出来的较优工艺条件下进行综合实验，研究在较优工艺条件下制得产品表面及断面形貌，并对其耐腐蚀性能和钛膜在基材上的附着力进行表征。结果发现制得的钛膜镀层的耐腐蚀性、表面装饰性和附着力均达到预定目标，可以满足工程有用需要。科技查新结论表明，国际上虽然有采用等离子体制备钛合金薄膜的研究报道，但未见在真空条件下等离子体溅射镀钛制备钛膜不锈钢复合材料的研究报道，因此该方法属首创。由于镀钛不锈钢复合材料在科技、国防、人民生活等方面的巨大应用前景以及该项目成果与传统生产方式相比所具有的巨大优势，因此该项目具有广泛的应用前景。