高功率脉冲和脉冲直流磁控共溅射CrAlN薄膜的研究

作者：郭玉垚; 王铁钢^*; 李柏松; 刘艳梅; 蒙德强; 许人仁

来源：表面技术, 2019, 48(04): 137-144.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.020

• 高功率脉冲磁控溅射
• 脉冲直流磁控溅射
• CrAlN薄膜
• 力学性能
• 磨擦磨损性能

目的通过掺杂适量Al元素来固溶强化Cr N薄膜,从而提高薄膜的抗氧化性能和热稳定性。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备了Cr Al N薄膜,利用XRD、纳米压痕仪、应力仪、摩擦磨损试验机系统地研究了不同基体偏压对CrAlN涂层结构和力学性能的影响。结果所有CrAlN涂层均以fcc-(Cr,Al)N相为主,且随着基体偏压的增加,沿(111)晶面生长的衍射峰逐渐减弱,并向小角度偏移;薄膜压应力显著增加,最大值为-2.68GPa;薄膜硬度先上升后下降,在基体偏压为-30V时,硬度达到最大值22.3 GPa;H/E值和H3/E*2值随着基体偏压的增加,近似线性增大,当偏压为-120 V时,均达最大值0.11、0.21 GPa,同时摩擦系数和磨损率逐渐减小。结论当基体偏压为-120 V时,CrAlN薄膜具有最佳的耐磨性能,H/E和H3/E*2在一定程度上可评价涂层的耐磨性。

• 单位
  天津职业技术师范大学