氮化钛涂层（TiN）是属于PVD涂层的一种，也具有硬度高、化学惰性好、颜色独特等优点，在耐磨和耐腐蚀的表面涂层，半导体的扩散阻挡层，装饰行业等均有广泛应用。氮化钛涂层颜色质地好，通常呈现为金黄色，可以在多种工件表面起到修饰、增色作用，增强工件艺术性。不过在制备氮化钛涂层过程中，某些工艺因素会影响涂层颜色品质，因此工作人员要注意相关因素，保证氮化钛涂层色泽优质。下面，小编为大家分析一下哪些因素影响氮化钛涂层颜色品质吧。
一、大颗粒对颜色品质的影响
大颗粒是阴极靶面上弧斑运动时产生的靶材中性液滴，与等离子体一起喷发出来，沉积到膜面形成的污染。通常由三层或更多层组成：表面层，是柱状晶层，应该是处于凝固或半凝固态的液滴撞击基体表面结晶大颗粒破裂形成的，从而在与基材接触的底侧形成花托状的柱状晶；中间层，如薄蛋壳，与内外层相剥离，没有较多结晶，应该是半凝固液滴与等离子体反应生成的氮化钛，因心部温度太高未能长大；里层，较为光滑，应是钛滴。
根据上面的分析，大颗粒里层的成分、性能和颜色都与氮化钛涂层可能不同，所以如果液滴(里层)或只有中间层的液滴直接露出于表面，这样的大颗粒就会和涂层的金黄色有很大的颜色差异，会影响氮化钛涂层的颜色。
二、氮气流量对颜色品质的影响
氮化钛涂层光学性能可用金属自由电子气模型来解释，氮化钛涂层颜色的改变是因为薄膜中原子含量的改变使自由电子浓度和等离子频率发生变化所致。
在氮气流量≥0.08L/min时，色调角随氮气流量的增加而减小，这相当于薄膜样品颜色特性的主波长向长波方向移动，这是因为氮气流量的增加提高了薄膜膜层氮原子的含量，根据金属自由电子模型，这使得膜层中自由电子的数目和等离子体频率降低，颜色的主波长就逐渐移动向长波方向，同时光谱反射范围也减小，总体反射光强度降低，因此对于氮气流量≥0.08L/min的色度空间颜色坐标变化规律可以用金属自由电子气模型，但氮气流量≤0.07L/min时，膜层表面几乎被大颗粒彻底覆盖，影响了颜色坐标值的变化，与金属自由电子气模型的结果不同。
氮化钛涂层
三、靶电流对颜色品质的影响
当靶电流为100，110和120A时，薄膜的反射率曲线几乎重叠在一起，相应样品的颜色也很接近。在靶电流大于120A时，反射率逐渐降低，对应样品颜色开始变为淡黄色。在靶电流为150A时，薄膜反射率下降，且出现与氮气流量0.06L/min时一样的近水平反射率曲线，对应样品颜色为银白色。
根据金属自由电子气模型，靶电流的增大降低了氮化钛涂层中的氮原子相对含量，和增大氮气流量的作用相反，颜色主波长逐渐移动向短波方向，光谱反射范围也会增大，总体反射光强度升高。随着靶电流的进一步增大，靶电流150A的样品表面比140A时大颗粒数量进一步增多，几乎彻底覆盖薄膜表面，薄膜中大量的大颗粒使薄膜的反射率会下降，所以表面光亮度下降。
哪些因素影响氮化钛涂层颜色品质大致介绍如上所述，可以看出，大颗粒、氮气流量以及靶电流在不同方面对氮化钛涂层颜色品质都有影响，因此要注意相关因素，要保证参数合适，提高氮化钛涂层颜色品质。
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