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工艺参数对非平衡磁控溅射TiTiNTi(C,N)薄膜硬度的影响
磁控溅射技术是一种常见的表面处理技术，其主要应用于制备高质量的薄膜材料。非平衡磁控溅射（HiPIMS）技术是磁控溅射技术的一种改进方法，其在提高薄膜表面硬度方面具有独特的优势。本文将探讨非平衡磁控溅射TiTiNTi(C,N)薄膜硬度的影响因素。
1.工艺参数对薄膜硬度的影响
1.1溅射气体类型
溅射气体的种类对TiTiNTi(C,N)薄膜的硬度有显著影响。一般而言，氧气或氮气的溅射气体可以提高薄膜的硬度。这是因为通过加入氧气或氮气来引入氧化物或氮化物，可以在TiTiNTi(C,N)薄膜表面形成致密的氧化物或氮化物结构，从而形成硬度更高的表面层。
1.2溅射能量
在非平衡磁控溅射TiTiNTi(C,N)薄膜制备过程中，溅射能量也是一个重要的参数。溅射能量越高，薄膜材料表面结构越致密。当溅射能量接近或超过薄膜材料的结晶化能量时，薄膜材料的表面结构将变得更加致密，从而形成更硬的表面层。
1.3溅射时间
溅射时间是另一个影响非平衡磁控溅射TiTiNTi(C,N)薄膜硬度的重要参数。通常情况下，随着溅射时间的增加，薄膜表面结构更加致密，表面硬度也相应增加。但是，当溅射时间超过一定时间时，薄膜表面结构的改善效果将不再明显，硬度也将趋于饱和。
2.TiTiNTi(C,N)薄膜硬度的实验研究
为了研究不同工艺参数对非平衡磁控溅射TiTiNTi(C,N)薄膜硬度的影响，进行了一系列实验。
2.1实验方法
在本实验中，使用非平衡磁控溅射技术制备TiTiNTi(C,N)薄膜。使用不同的溅射气体、溅射能量和溅射时间制备不同的薄膜试样。通过硬度测试仪测量薄膜的硬度，并将实验结果进行对比和分析。
2.2实验结果
实验结果显示，在相同的溅射时间和溅射能量下，使用氧气作为溅射气体制备的薄膜比使用氮气作为溅射气体制备的薄膜硬度更高。进一步确认了溅射气体对薄膜硬度的影响。此外，使用相同的氧气溅射气体条件，随着溅射能量的提高，薄膜硬度也逐渐增加。当溅射能量接近或超过薄膜材料的结晶化能量时，薄膜硬度呈现出一个明显的增长趋势。最后，随着溅射时间的增加，薄膜硬度也逐渐增加。
3.结论
本文研究了工艺参数对非平衡磁控溅射TiTiNTi(C,N)薄膜硬度的影响。实验结果显示，溅射气体种类、溅射能量和溅射时间都是影响薄膜硬度的重要参数，其中氧气溅射气体具有更好的提高薄膜硬度的能力。这对制备高质量的薄膜材料具有重要意义，有助于进一步拓展薄膜应用的领域。