WS2及C摻雜TiAlSiN復(fù)合膜制備工藝及性能研究.pdf

1、TiAlSiN薄膜具有較高的高溫硬度，在刀具涂層制備領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，但其高溫摩擦系數(shù)較高，限制了其在高溫抗磨損領(lǐng)域的應(yīng)用。為了保持TiAlSiN薄膜的高溫抗氧化性和高硬度的同時(shí)，找到一種降低TiAlSiN薄膜的摩擦系數(shù)的方法。本研究采用多源等離子體注入與沉積技術(shù)(MPIIID)在W18Cr4V工具鋼和硅片上制備了不同Si含量的TiAlSiN薄膜；通過(guò)控制C2H2/(N2+C2H2)的比率的制備了不同C含量的TiAlSiCN薄膜；

2、采用多源等離子體注入與沉積技術(shù)并結(jié)合非平衡磁控濺射技術(shù)，制備了不同調(diào)制周期的TiAlSiN/WS2多層薄膜。
　　采用X射線(xiàn)衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X射線(xiàn)光電子譜儀(XPS)、激光拉曼光譜儀、納米探針、劃痕儀、光學(xué)顯微鏡和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等對(duì)薄膜的室溫及高溫成分、組織、微結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能進(jìn)行分析測(cè)試。結(jié)果表明：通過(guò)調(diào)節(jié)不同陰極的脈寬，可以實(shí)現(xiàn)Si含量的0.64％-15.38%大范圍調(diào)節(jié)，制備的薄膜為柱狀的組織結(jié)構(gòu)，具有Ti

3、N(200)擇優(yōu)取向，添加的Si和Al元素以Si3N4和AlN形式存在；Si、Al元素的加入提高了薄膜的力學(xué)性能，當(dāng)Si為2.33%時(shí)，薄膜具有最高的硬度約38GPa。TiAlSiN薄膜在常溫和高溫都具有較高的摩擦系數(shù)和良好的抗磨損能力，Si、Al元素的加入提高了薄膜的高溫抗氧化能力，生成SiO2和Al2O3能有效的抑制氧的擴(kuò)散。C含量對(duì)TiAlSiCN薄膜的微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能存在很大的影響。隨著C含量的增加，薄膜的顯微硬度在逐漸下降，薄