磁控溅射具有沉积速率高及基片温升低的特点,在真空镀膜领域有着广泛的应用。等离子源辅助磁控溅射技术具有比常规磁控溅射更高的金属离化率和等离子体密度,应用前景广阔。本文研究了射频等离子体源及热灯丝源辅助磁控溅射电源的电特性,并运用射频辅助直流磁控溅射技术在不锈钢表面沉积了氮化钛薄膜,系统研究了气压和基板偏压对沉积膜层相结构、厚度、硬度、腐蚀及摩擦学性能的影响。研究结果表明,磁控电源恒流模式下,增加射频功率和阳极电流均可有效地降低靶电压。相对而言,射频放电对靶电压的影响较大,热灯丝放电对其影响较小。工作气压的升高使有效二次电子发射增强,靶电压下降;偏压的升高加强了对等离子体的干扰,使靶电压提高,射频的引入可减小偏压对放电电压的影响;辅助等离子体使磁控电源的I-V曲线下移,但不影响整体趋势;工件与靶的间距越大,对靶电压的影响越小;N2含量的提高对Ti靶和不锈钢靶的影响相反,这主要是两者在反应磁控溅射时,靶表面二次电子发射系数不同造成的,射频的引入增加了反应气体的离化率,加强了这种影响。高的气压有利于氮化钛(111)晶面的形成。并且随着气压的升高,薄膜沉积速率先增加后减小。而在相同气压下,射频辅助条件下沉积速率明显提高。在高气压下射频辅助沉积可以得到硬度更高的膜层,其中0.9Pa气压下制备膜层的硬度最高。无射频辅助时,膜层的耐腐蚀性能在0.3Pa到0.6Pa区间内随着气压的增加而提高,但在0.9Pa时有所降低,而有射频辅助时耐腐蚀性则始终随气压增加而提高。低气压下制备的膜层摩擦学性能较好,摩擦系数在摩擦实验中长时间保持在0.2~0.4的水平。基板偏压的提高有利于氮化钛(111)晶面的生成,而在低偏压下只得到(220)取向的晶面。无射频辅助下,随着基板偏压的增加,TiN薄膜的沉积速率先增加后减小,膜层硬度和耐磨性降低,耐腐蚀性能先增强后降低。而射频辅助条件的引入则有利于氮化钛晶粒的细化,提高膜层沉积率,低偏压有利于涂层耐磨性和耐蚀性的提高。