表面技术 , 2017, 46(1): 15-22.
10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.01.003
峰值功率对高功率脉冲磁控溅射氮化铬薄膜力学性能的影响
王愉
1,
,
陈畅子
2,
,
吴艳萍
3,
,
冷永祥
4,
1.西南交通大学 材料科学与工程学院,成都,610031;
2.荆楚理工学院,湖北 荆门,448000;
3.中国工程物理研究院,四川 绵阳,621907;
4.西南交通大学 材料科学与工程学院,成都,610031
目的 采用高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)制备力学性能优良的氮化铬薄膜.方法 采用HIPIMS技术,利用铬靶及氩气、氮气,在不同峰值功率(52.44,91.52,138 kW)下沉积了氮化铬薄膜.采用X射线衍射技术(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪等评价方法,研究了峰值功率对薄膜组织结构和力学性能的影响.结果 当峰值功率为52 kW时,靶材原子与离子的比值仅为5.4%,所生成氮化铬薄膜的晶粒尺寸较小,薄膜出现剥落的临界载荷为42 N,薄膜的磨损深度达到349 nm;当峰值功率提高到138 kW时,靶材原子与离子的比值为12.5%,在最大载荷100 N时,薄膜也未出现剥落,同时磨损深度仅为146 nm.结论 高的峰值功率能够提高靶材原子离化率和离子对基片的轰击效应,使氮化铬薄膜晶粒重结晶而长大,消除部分应力,使薄膜表现出优良的耐磨性和韧性,因此提高靶材峰值功率可以提高氮化铬薄膜的力学性能.
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