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射频磁控溅射制备HfMoNbZrNx薄膜的组织和性能

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

radio frequency magnetron sputteringHfMoNbZrNx filmsmicrostructurehardnesstribology

谢明强、施杰、李博海、胡恒宁、汪辉、巫兴胜、张丽、苏齐家、杜昊

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射频磁控溅射 HfMoNbZrNx薄膜 微观结构 硬度 摩擦学

国家自然科学基金国家自然科学基金贵州大学培育项目

5216502151805102贵大培育[2019]25号

2024

工具技术
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影响因子:0.147
ISSN:1000-7008
年,卷(期):2024.58(1)
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