溅射气压对铝合金表面HPPMS沉积钒薄膜摩擦学性能的影响

李春伟^1,2，田修波¹，刘天伟³，秦建伟³，巩春志¹，杨士勤¹

1. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室2. 东北林业大学森林持续经营与环境微生物工程黑龙江省重点实验室3. 中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室

摘 要：采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术,在铝合金基体上制备V薄膜。研究溅射气压对V薄膜相结构、表面形貌及摩擦学性能的影响。结果表明:不同气压下制备的V薄膜中的V相仅沿(111)晶面生长,其衍射峰强度先增强后减弱,当气压为0.5Pa时,衍射峰最强且择优取向最明显;同时,V薄膜表面质量最好,其表面粗糙度最小仅为0.267nm。室温下V薄膜样品的耐磨性能与基体相比有大幅提高,当气压为0.5Pa时,摩擦系数可由基体的0.57下降到0.28,磨痕表面无明显的剥落迹象,表现出最佳的摩擦磨损性能。经过200和300℃加热处理后的V薄膜样品的摩擦系数与基体相比具有稳定的低值,这是由于表面氧化造成的。

关键词：高功率脉冲磁控溅射(HPPMS);V薄膜;溅射气压;摩擦系数;退火;