摘要

目的 探究氧气流量、基底温度和溅射功率对高熵合金氧化物薄膜成分、膜基结合力和硬度的影响,分别找出某一工艺参数的改变对性能的影响趋势,并总结影响因素与规律。方法 采用射频磁控溅射方法在Si(100)基体上制备不同工艺参数下的(FeCrCoNiMn)Ox薄膜,结合X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、划痕仪、纳米压痕仪分析薄膜的物相结构、成分组成、膜基结合力、硬度和弹性模量。结果 薄膜为FCC结构。膜基结合力、硬度和弹性模量随着氧气流量的增加,由4.85N、6.06GPa和137.8GPa提高到6.56N、14.51GPa和189.4GPa,最后下降到3.75N、7.52GPa和144.9GPa。薄膜的膜基结合力、硬度和弹性模量随着基底温度的升高而升高,分别由3.6N、12.58GPa和164.2GPa升高到5.05N、14.51GPa和189.4GPa。随着溅射功率的提高,膜基结合力由5.05N提高到8.25N,硬度和弹性模量先升高后降低。结论 相比于普通FeCrCoNiMn合金薄膜,氧原子的引入使(FeCrCoNiMn)Ox薄膜拥有更大的混合熵,增强了其固溶强化效应。氧气流量和溅射功率对薄膜成分影响较大,基底温度对成分无明显影响。适当提高氧气流量比和溅射功率可以有效提高薄膜的力学性能,温度在350 ℃时膜基结合力和硬度均最好。