氮化鈦涂層（TiN）是屬于PVD涂層的一種，也具有硬度高、化學(xué)惰性好、顏色獨特等優(yōu)點，在耐磨和耐腐蝕的表面涂層，半導(dǎo)體的擴散阻擋層，裝飾行業(yè)等均有廣泛應(yīng)用。氮化鈦涂層顏色質(zhì)地好，通常呈現(xiàn)為金黃色，可以在多種工件表面起到修飾、增色作用，增強工件藝術(shù)性。不過在制備氮化鈦涂層過程中，某些工藝因素會影響涂層顏色品質(zhì)，因此工作人員要注意相關(guān)因素，保證氮化鈦涂層色澤優(yōu)質(zhì)。下面，小編為大家分析一下哪些因素影響氮化鈦涂層顏色品質(zhì)吧。

　　一、大顆粒對顏色品質(zhì)的影響

　　大顆粒是陰極靶面上弧斑運動時產(chǎn)生的靶材中性液滴，與等離子體一起噴發(fā)出來，沉積到膜面形成的污染。通常由三層或更多層組成：表面層，是柱狀晶層，應(yīng)該是處于凝固或半凝固態(tài)的液滴撞擊基體表面結(jié)晶大顆粒破裂形成的，從而在與基材接觸的底側(cè)形成花托狀的柱狀晶；中間層，如薄蛋殼，與內(nèi)外層相剝離，沒有較多結(jié)晶，應(yīng)該是半凝固液滴與等離子體反應(yīng)生成的氮化鈦，因心部溫度太高未能長大；里層，較為光滑，應(yīng)是鈦滴。

　　根據(jù)上面的分析，大顆粒里層的成分、性能和顏色都與氮化鈦涂層可能不同，所以如果液滴(里層)或只有中間層的液滴直接露出于表面，這樣的大顆粒就會和涂層的金黃色有很大的顏色差異，會影響氮化鈦涂層的顏色。

　　二、氮氣流量對顏色品質(zhì)的影響

　　氮化鈦涂層光學(xué)性能可用金屬自由電子氣模型來解釋，氮化鈦涂層顏色的改變是因為薄膜中原子含量的改變使自由電子濃度和等離子頻率發(fā)生變化所致。

　　在氮氣流量≥0.08L/min時，色調(diào)角隨氮氣流量的增加而減小，這相當于薄膜樣品顏色特性的主波長向長波方向移動，這是因為氮氣流量的增加提高了薄膜膜層氮原子的含量，根據(jù)金屬自由電子模型，這使得膜層中自由電子的數(shù)目和等離子體頻率降低，顏色的主波長就逐漸移動向長波方向，同時光譜反射范圍也減小，總體反射光強度降低，因此對于氮氣流量≥0.08L/min的色度空間顏色坐標變化規(guī)律可以用金屬自由電子氣模型，但氮氣流量≤0.07L/min時，膜層表面幾乎被大顆粒徹底覆蓋，影響了顏色坐標值的變化，與金屬自由電子氣模型的結(jié)果不同。

氮化鈦涂層

　　三、靶電流對顏色品質(zhì)的影響

　　當靶電流為100，110和120A時，薄膜的反射率曲線幾乎重疊在一起，相應(yīng)樣品的顏色也很接近。在靶電流大于120A時，反射率逐漸降低，對應(yīng)樣品顏色開始變?yōu)榈S色。在靶電流為150A時，薄膜反射率下降，且出現(xiàn)與氮氣流量0.06L/min時一樣的近水平反射率曲線，對應(yīng)樣品顏色為銀白色。

　　根據(jù)金屬自由電子氣模型，靶電流的增大降低了氮化鈦涂層中的氮原子相對含量，和增大氮氣流量的作用相反，顏色主波長逐漸移動向短波方向，光譜反射范圍也會增大，總體反射光強度升高。隨著靶電流的進一步增大，靶電流150A的樣品表面比140A時大顆粒數(shù)量進一步增多，幾乎徹底覆蓋薄膜表面，薄膜中大量的大顆粒使薄膜的反射率會下降，所以表面光亮度下降。

　　哪些因素影響氮化鈦涂層顏色品質(zhì)大致介紹如上所述，可以看出，大顆粒、氮氣流量以及靶電流在不同方面對氮化鈦涂層顏色品質(zhì)都有影響，因此要注意相關(guān)因素，要保證參數(shù)合適，提高氮化鈦涂層顏色品質(zhì)。