射频磁控溅射制备HfMoNbZrNx薄膜的组织和性能

Microstructure and Properties of HfMoNbZrNx Films Prepared by Radio Frequency Magnetron Sputtering

谢明强 ¹施杰 ²李博海 ³胡恒宁 ¹汪辉 ¹巫兴胜 ¹张丽 ²苏齐家 ⁴杜昊⁵

扫码查看

作者信息

1. 成都工具研究所有限公司
2. 贵州大学机械工程学院
3. 中国人民解放军93147部队
4. 中国船舶集团海装风电股份有限公司
5. 贵州大学机械工程学院;贵州大学公共大数据国家重点实验室
折叠

摘要

利用射频磁控溅射技术分别在单面抛光Si(001),Al203(0001)和硬质合金(WC-8 wt.％Co)基底表面沉积HfMoNbZrNx薄膜,研究不同氮气流量RN对HfMoNbZrNx薄膜的组织和性能影响.结果表明,HfMoNbZr薄膜倾向于形成非晶态,随着RN的增加,HfMoNbZrN高熵合金氮化薄膜转变为面心立方(FCC)结构并且沉积速率下降;当RN=10％时,薄膜硬度和弹性模量最大,分别为21.8GPa±0.88GPa和293.5GPa±9.56GPa;所有薄膜均发生磨粒磨损,相较于多元合金薄膜,氮化物薄膜的磨损率下降了一个数量级,薄膜耐磨性显著提高.

Abstract

High-entropy alloy and nitride films HfMoNbZrNx are respectively deposited on the surfaces of single-sided polished Si(001),Al203(0001)and cemented carbide(WC-8 wt.％Co)substrates by radio frequency magnetron sputte-ring method to explore the effect of different RN on the microstructure and properties of HfMoNbZrNx films.Results show that the HfMoNbZr multiple alloy film incline to form an amorphous state and that with increasing RN,the HfMoNbZrN high entropy alloy nitride films transform into a face centered cubic(FCC)structure and the deposition rate decreases.The film hardness and elastic modulus reach maximum values of 21.8GPa±0.88GPa and 293.5GPa±9.56GPa respectively when RN=10％.Wear tests show that all films exhibited abrasive wear,compared to the multi-alloy film,the nitride films show an order of magnitude reduction in wear rate and a significant increase in film wear resistance.

关键词

射频磁控溅射/HfMoNbZrNx薄膜/微观结构/硬度/摩擦学

Key words

radio frequency magnetron sputtering/HfMoNbZrNx films/microstructure/hardness/tribology

引用本文复制引用

基金项目

国家自然科学基金(52165021)

国家自然科学基金(51805102)

贵州大学培育项目(贵大培育[2019]25号)

出版年

2024

工具技术

成都工具研究所

工具技术

CSTPCD北大核心

影响因子：0.147

ISSN：1000-7008

参考文献量22

段落导航