氮化鈦是一種新型多功能材料，具有高強度、高硬度、高耐磨性以及高抗氧化性等優(yōu)點，可以作為耐磨涂層使用，同時氮化鈦涂層的顏色與黃金極為相似，可以沉積在首飾或燈具表面用作裝飾涂層，有著廣泛的應(yīng)用。在上世紀70年代，氮化鈦涂層成功應(yīng)用于刀具等切割加工工具上，促進了刀具加工行業(yè)的發(fā)展。刀具涂層的常用制備方法為物理氣相沉積法（PVD）和化學氣相沉積法（CVD）兩大類，也是氮化鈦涂層的常用制備方法，具體細分又有許多種。下面，小編為大家分享一下氮化鈦涂層有哪些制備方法吧。

　　一、物理氣相沉積法

　　物理氣相沉積制備氮化鈦涂層使用較多的是多弧和濺射沉積方法。

　　1、多弧沉積方法

　　多弧沉積方法( MAP)是一種應(yīng)用廣泛的物理氣相沉積技術(shù)，具有高的離化率和沉積離子能量，有助于反應(yīng)成膜、提高薄膜質(zhì)量及薄膜與基體的結(jié)合力。

　　缺點：

　　多弧技術(shù)沉積的涂層中殘留了由陰極材料射出的宏觀顆粒（即所謂的“液滴”）。這些顆粒粒徑可達數(shù)十微米，導(dǎo)致涂層強度減弱、表面粗糙度增加、膜層均勻性降低等缺陷，使其在較惡劣工作環(huán)境下的應(yīng)用受到限制。孔洞缺陷也是電弧離子鍍膜中普遍存在的一種缺陷，根據(jù)不同的鍍膜方式與工藝條件所制備的薄膜，其孔洞缺陷差別也很大。另外，疏松與縫隙也是電弧離子鍍氮化鈦涂層中出現(xiàn)的缺陷。

　　針對多弧技術(shù)沉積氮化鈦涂層出現(xiàn)的缺陷，研究者們對設(shè)備、工藝進行了改進。如采用磁過濾陰極弧等離子體沉積裝置( FCAP)制備氮化鈦涂層。

　　優(yōu)點：

　　該方法利用磁場產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力提高弧斑的旋轉(zhuǎn)運動速度，減少弧斑在靶面的停留時間,從而減小弧斑尺寸，在一定程度上消除宏觀粒子團，減少柱狀結(jié)構(gòu)，制備的氮化鈦涂層結(jié)構(gòu)更加致密、表面更加光滑、晶粒較為細小。采用FCAP方法制備的氮化鈦涂層具有更高的硬度和結(jié)合力。

　　2、磁控濺射沉積

　　濺射是入射粒子和靶碰撞，靶原子被撞后，獲得足夠能量，離開靶材，沉積于基體上。常用的濺射方法，濺射效率不高。為了提高濺射效率，加入了磁控技術(shù)。采用的磁控濺射源中的磁場為均勻封閉磁場的方法，此方法被稱作平衡磁控濺射法。

　　優(yōu)點：

　　此方法無論是平面靶還是柱狀靶，都是利用平行于靶面的磁場分量來約束二次電子在靶面做螺旋線運動。以此提高氬氣的離子化率和提高濺射速率。

　　缺點：

　　這種磁場結(jié)構(gòu)的不足之處在于高密度的等離子體區(qū)只能分布在靶面附近，整個鍍膜室內(nèi)的等離子體密度低。因此在沉積氮化鈦涂層時，由于金屬離化率低，使得氮、鈦兩種元素不容易反應(yīng)生成氮化鈦膜，工藝難度大，膜層色澤穩(wěn)定性差，而且只能把工件安置在距離靶面50~ 100 mm的范圍內(nèi)。這樣小的有效鍍膜區(qū)限制了待鍍工件的尺寸，制約了磁控濺射鍍膜技術(shù)的生產(chǎn)效率和應(yīng)用范圍。

氮化鈦涂層　　

　　二、化學氣相沉積法

　　化學氣相沉積法制備氮化鈦涂層相對來說不是很廣泛。主要原因在于化學氣相沉積法發(fā)展較晚，且制備條件更嚴格。

　　優(yōu)點：

　　利用化學氣相沉積法制備氮化鈦涂層，設(shè)備相對簡單，操作方便，工藝重現(xiàn)性好。并且氮化鈦涂層與基體間為化學結(jié)合，擴散良好，涂層韌性好，可用于復(fù)雜零件。

　　缺點：

　　但CVD工藝中常使用NH3、H2S等氣體，具有毒性或腐蝕性，或是對空氣及濕度敏感，制備過程不容易操控。

　　以上就是氮化鈦涂層有哪些制備方法及其優(yōu)缺點的相關(guān)內(nèi)容介紹。通過上述內(nèi)容可知，氮化鈦涂層使用物理氣相沉積法更為廣泛，優(yōu)勢也更突出。