(W-Mo-Ni)N復(fù)合薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、過渡金屬氮化物由于其優(yōu)異的綜合性能，在現(xiàn)代工業(yè)中已被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工，航天航空，微電子等領(lǐng)域。氮化鎢和氮化鉬薄膜具備較高的硬度和耐磨性，其熱穩(wěn)定性良好，耐腐蝕性強(qiáng)。在一般情況下，復(fù)合薄膜往往具有單一薄膜所不具備的綜合性能，具有更強(qiáng)的實(shí)用性。在氮化物復(fù)合薄膜中，當(dāng)薄膜中加入原子分?jǐn)?shù)為15％-20％銅或鎳等軟質(zhì)相元素時，薄膜的韌性更好硬度更高，因此，本文采用原子比為40∶40∶20的鉬鎢鎳合金作為靶材，利用磁控濺射設(shè)備，制備具有高硬度、

2、高耐磨性、綜合性能良好的鉬鎢鎳復(fù)合氮化膜。
　　本實(shí)驗(yàn)采用304不銹鋼和單晶硅作為基底，在高真空(10-3Pa)條件下，以氬氣作為放電氣體，氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)氣體，通過改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)（濺射功率、濺射時間、氮?dú)饬髁康龋?，研究不同的?shí)驗(yàn)參數(shù)對鉬鎢鎳復(fù)合薄膜的顯微結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的影響。
　　利用射頻磁控濺射技術(shù)，可在較低的溫度下，在不銹鋼和單晶硅基底上制備鎢鉬鎳復(fù)合薄膜，其中，鎳元素主要以固溶體的形式存在于薄膜中。實(shí)驗(yàn)參數(shù)（濺射功率、氣體

3、流量、濺射時間）的變化會對薄膜的相組成，成分和硬度產(chǎn)生影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)采用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)參數(shù)制備的薄膜表面平整，致密度高，薄膜未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，當(dāng)濺射功率過高時，薄膜表面會有大顆粒金屬熔滴氮化物形成;(2)較低的濺射功率和較高的濺射功率均不利于薄膜中硬質(zhì)相的形成，當(dāng)濺射功率為150W時，薄膜的硬度最大，達(dá)29.61GPa;(3)氮?dú)饬髁康淖兓瘜Ρ∧さ南嘟M成和硬度均有一定的影響，當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁繛?5sccm時，薄膜中出現(xiàn)(WM