[科普中国]-氮化钛膜

氮化钛膜是指由钛氮化合物组成的薄膜。氮化钛属于间隙化合物，具有美丽的金黄色光泽，化学稳定性好，熔点高达3000℃，维氏显微硬度为20GPa左右。

简介氮化钛膜是指由钛氮化合物组成的薄膜1。

结构特征氮化钛属于间隙化合物，具有美丽的金黄色光泽，化学稳定性好，熔点高达3000℃，维氏显微硬度为20GPa左右。氮化钛以面心立方的-TiN和体心四方的Ti2N两种相存在Ti2N的Ti/N比变化范围很窄，而的N/Ti比的变化范围则很宽。当N/Ti偏离1时，TiN中存在原子空位。这两种相的颜色和硬度相近。使用的氮化钛镀层，其中常常TiN和Ti2N两相共存，其组成比可以通过工艺调节2。

用途60年代末，人们以TiCl4为原料，用化学气相沉积在硬质合金基体上制备出氮化钛膜，其反应温度在900-1100摄氏度。由于氮化钛膜的硬度高、红硬性好，并兼有良好的韧性，耐磨性好，能成倍提高硬质合金刀具的寿命，使硬质合金刀具涂筱率很快达到70%以上。70年代末，人们用离子镀制成氮化钛膜，沉积温度低于550摄氏度，可镀在高速钢上，使高速钢刀具的涂覆率达到50%以上。除耐磨涂层外，氮化钛膜还大量用作表壳、表带和其它日用品的仿金镀层，其耐磨性远超过镀金层和其它仿金合金镀层。此外，氮化钛膜还可用作耐腐蚀镀层、微电子器件的扩散障碍层、光学反射层等1。

生产方法在工业生产中硬质合金刀具上的氮化钛镀层仍用化学气相沉积方法生产，而在高速钢刀具上则有离子镀、阴极电弧、磁控溅射等多种工艺方法3。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学