明显早应用的刀具PVD涂层材料是TiN，是将靶材（金属固体材料）转换成电离状态，在电场作用下金属离子在工件表面与活化了的氮形成2～4μm厚的薄膜涂层，具有较高的硬度和耐磨性，抗氧化温度在550～600℃；而进入本世纪后，使用具有一定原子比的钛铝合金靶作为靶材，通过磁控溅射法制得的TiAlN涂层正逐渐代替TiN涂层成为主流涂层，其最高工作温度可达1150℃，更好得满足这种高速高温切削的需要。其实质是在切削刀具的表面沉积一层具有致密结构、高硬度、热稳定性、耐磨性和抗氧化性良好的硬质薄膜。TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高，而密度却比大多数金属氮化物低。北京润滑氮化钛加工中心

目前，国内外制备氮化钛涂层一般采用镀膜工艺，传统制备tin涂层方法为物物理相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)工艺。这些方法制备氮化钛涂层纯度高、致密性好。但其沉积效率低，涂层厚度过薄(适合几个μm)，严重限制了氮化钛涂层在磨、蚀服役条件下的应用。为满足不断提高的氮化钛工业需求，高沉积效率的等离子喷涂工艺被用于氮化钛涂层的制备。采用大气反应等离子喷涂制备的tin涂层，厚度超过了500μm，但涂层疏松多孔，且含有杂质ti3o，一定程度上降低了tin涂层硬度。随着等离子喷涂技术不断发展，采用低压反应等离子喷涂技术(f4-vb)制备了氮化钛涂层，涂层呈致密层状结构，厚度能够达到70μm左右，但是其涂层物相组成为tin0.3、ti2n和tin相，涂层中存在未被氮化的钛颗粒，涂层氮化率适合为25％左右，影响tin涂层的硬度及耐磨性。因此，如何提高低压等离子喷涂制备氮化钛涂层中的涂层氮化率是亟需解决的问题。台州氮化钛生产企业氮化钛是用于优良度的金属陶瓷工具、喷汽推进器、以及火箭等结构材料，较低的摩擦系数可作为高温润滑剂。

本文研究了不同程度合金化高速钢非涂层和物物理相沉积TiN涂层试样的抗干滑动磨损性能、磨损机理以及不同高速钢车刀片切削40Cr、GCr15和1Crl8Ni9Ti不锈钢时涂层和非涂层刀具的切削性能。试验表明,TiN涂层高速钢耐磨性较非涂层钢提高近一个数量级。低合金高速钢D950和VascoDyne的耐磨性不亚于通用高速钢M2。涂层试样磨损机理主要为粘附-接触疲劳剥落磨损。涂层刀具切削性能较非涂层刀具大为提高。涂层低合金高速钢刀具性能不亚于涂层通用高速钢M2。试验结果表明,TiN涂层的应用为高速钢特别是低合金高速钢的开发应用提供了广阔的前景,涂层刀具在中硬及难加工材料的切削加工方面有着应用的潜力。

TiN薄膜用于高温大气稳定太阳能吸收层的研究开始于1984年，较好近(Ti，A1)N涂层也被建议应用于太阳能选择吸收层和太阳能控制窗口，这主要是因为(Ti，AI)N涂层耐高温的特点。关于TiN和TiA1N涂层在太阳能领域的应用。目前仍处在尝试和探索之中。用TiN薄膜涂覆在IF—MS2上。可以提高二钼化硫润滑剂的耐磨性。用TIN薄膜涂覆在IF—MS2上，因为它具有的高硬度、高熔点、高磨损抵抗力，优良的化学稳定性等特点，因此可以在提高飞机和航天器的发动机等零件的润滑性能的同时，又可以保证航天零件的耐高温和耐摩擦性能。氮化钛是一种新型的多功能陶瓷材料。在TiC-Mo-Ni系列的金属陶瓷中加入一定氮化钛，使硬质相晶粒较为细化。

TiN薄膜无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，因此它是非常理想的医用金属材料，可用作植入人体的植入物和手术器械等阎。此外，氮化钛薄膜还能作为其他优良生物相溶性薄膜的增强薄膜。国外的Nelea等人通过镀制TiN薄膜中间层大幅度提高了医用常用材料羟磷灰石薄膜(HA)的机械性能和附着力。用TiN薄膜涂覆在IF—MS2上。可以提高二钼化硫润滑剂的耐磨性。用TIN薄膜涂覆在IF—MS2上，因为它具有的高硬度、高熔点、高磨损抵抗力，优良的化学稳定性等特点，因此可以在提高飞机和航天器的发动机等零件的润滑性能的同时，又可以保证航天零件的耐高温和耐摩擦性能。齿轮滚刀经氮化钛涂敷后寿命能延长3~4倍，因而可在切削齿轮时可提高切削速度，从而减少了加工时间和成本。重庆加硬氮化钛检测

在上世纪70年代，氮化钛涂层成功应用于刀具等切割加工工具上，促进了刀具加工行业的发展。北京润滑氮化钛加工中心

42.TiN的能带结构和态密度TiN属于面心立方结构，晶格中参与成键的价电子有过渡族金属Ti的3d24s2和N的2p3。通过采用缀加平面波方法和靠前性原理计算可以得出TiN的能带结构和态密度，进而计算出材料中电子的填充态和未填充态，再根据跃迁的选择定则，计算出跃迁矩阵元和吸收系数，从而得到介电函数的虚部;再根据Kramers-Kronig变换关系就可得出介电函数的实部，据Maxwell关系式就可以确定材料的折射率和消光系数。所以分材料的能带结构和态密度对材料光学性质的影响就显得非常重要。北京润滑氮化钛加工中心

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