摘要
7075-T6铝合金由于存在析出的η′相而具有优异的比强度，但在严苛条件下的表面力学性能通常有限。本研究采用水平圆柱形磁控溅射系统在7075-T6铝合金表面沉积TiN涂层，以改善其表面力学性能和结构性能。系统研究了沉积温度、基底偏压以及N?/Ar流量比对涂层微观结构、表面形态、相组成、硬度及残余应力的影响。结果表明，在80°C时，增强的原子扩散作用使涂层生长模式从粗大的柱状晶转变为致密的层状结构。表面粗糙度从室温下的0.193 μm降至0.077 μm，(111)优先取向显著增强，硬度达到383 HV， compressive应力为-2.8 GPa。然而，当温度升至120°C时，晶粒粗化及TiN/7075Al界面热失配应力成为主导因素，硬度下降了约19.3%。在-80 V偏压下，离子轰击产生的原子冲击效应使涂层达到最佳致密化效果，表面粗糙度降至0.068 μm，硬度为377 HV，compressive应力为-3.1 GPa；在-150 V偏压下，过度轰击导致严重的再溅射和晶格畸变，compressive应力降至-6.8 GPa，硬度为351 HV。当N?/Ar = 10/25时，反应溅射动力学和化学热力学条件达到最佳平衡，实现了最高的衍射峰信噪比和最窄的半高宽。这些结果揭示了热激活涂层致密化与热失配引起的结构退化之间的温度依赖性竞争关系，为优化铝合金上的TiN涂层沉积参数提供了指导。
