基板偏压对Al_0.3CrFe_1.5MnNi_0.5高熵合金氮化物薄膜性能的影响

李荣斌^1,2,3，蒋春霞^1,2，孙勇毅¹，汪龙¹，储祥伟¹

1. 上海理工大学机械工程学院2. 上海电机学院机械学院3. 上海电机学院高端清洁能源装备材料研究所

摘 要：高熵合金氮化物薄膜性能优异,目前国内对Al0.3Cr Fe1.5Mn Ni0.5高熵合金的研究主要是对块体,对薄膜研究较少。采用直流磁控溅射技术在硅片上沉积了Al0.3Cr Fe1.5Mn Ni0.5高熵合金氮化物薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米压痕仪等分析了基板偏压对薄膜的晶体结构、溅射效率、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:基板偏压为-50 V时,薄膜的晶体结构为面心立方结构（FCC）,薄膜截面有明显的柱状结构;随着偏压幅值的增加,衍射峰的强度降低,晶粒尺寸减小,薄膜的溅射效率降低,硬度提高;基板偏压为-150 V时薄膜硬度最高,为13.74 GPa,此时薄膜的抗摩擦磨损性能最好。

关键词：高熵合金;基板偏压;晶体结构;硬度;摩擦磨损性能;