磁控溅射法制备W_1-xAl_xN薄膜的微结构与性能

来源期刊：粉末冶金材料科学与工程2015年第2期

论文作者：张麦仓 喻利花

文章页码：288 - 295

关键词：磁控溅射;WAlN复合膜;微结构;抗氧化;摩擦性能;

摘    要：采用磁控溅射仪制备一系列不同Al含量的W1-xAlxN薄膜,系统研究该复合膜的微结构、力学性能、高温抗氧化性能及摩擦磨损性能。结果表明,W1-xAlxN薄膜为面心立方结构,呈（200）择优生长。当Al含量（原子分数,下同）为32.4%时,复合膜中形成h-AlN相,且随Al含量增加,h-AlN含量增多。随Al含量增加,薄膜硬度先升高后降低,Al含量为32.4%时薄膜硬度最大,约为37GPa。随Al含量增加,复合膜在室温下的摩擦因数和磨损率均先减小后增大,Al含量为32.4%时达到最小值,分别为0.3和0.9×10-8mm3/（N·mm）。复合膜摩擦因数随温度升高先增大后减小,而磨损率随温度升高逐渐增大,800℃下W0.676Al0.324N薄膜的摩擦因数和磨损率分别为0.32和8.2×10-8mm3/（N·mm）。与W2N薄膜相比,W1-xAlxN薄膜的高温抗氧化性能和摩擦磨损性能显著提高。