Ti/AlN/Ti/AlN多层涂层的制备和阻氘性能

为提高A1N涂层的稳定性和阻氚性能,提出"Ti-AlN"结构涂层.采用磁控溅射法在316L不锈钢基体表面制备了结构致密、总厚度约500 nm的Ti/AlN/Ti/AlN多层涂层.对该涂层样品进行不同的真空热处理后,采用SEM、XRD、AES等手段分析涂层样品在热处理前后的微观形貌和结构变化,并对涂层样品在200～600℃的阻氘性能进行测试和分析.结果表明,仅热处理温度为760℃时,Ti-AlN界面反应生成少量的Al3Ti相.在所有涂层样品中,热处理温度为700℃、升温速率为1.5℃/min的涂层表现出最优的阻氘性能,其600℃的PRF(permeation reduction factor)高达536.当热处理温度升高至760℃或升温速率达到2.5℃/min时,表层AlN层的开裂程度更为严重,并导致涂层的阻氘性能显著降低.另外,所有涂层样品的PRF均随渗透温度的降低而急剧减小,表明氘气渗透过程中的温度变化会引起该多层涂层阻氘性能的失效.