脉冲偏压对直流磁控溅射沉积MoN薄膜结构及性能的影响

摘要：

MoN薄膜是一种具有潜在应用价值的薄膜材料,但对于其结构和性能的研究还较少.采用直流磁控溅射技术在304不锈钢基体表面沉积MoN薄膜,研究了脉冲偏压对MoN薄膜结构和性能的影响,并系统研究了MoN薄膜在不同摩擦条件下的摩擦磨损行为.采用X射线衍射仪和扫描电镜分析薄膜的晶相结构、晶粒尺寸、表面及断面形貌,采用HMV-2T显微硬度仪测试薄膜的显微硬度.采用UMT-TriboLab多功能摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能,并用扫描电镜观察磨损表面,分析其磨损机制.结果 表明:脉冲偏压显著影响直流磁控沉积的MoN薄膜的晶相结构、表面形貌、断面结构、硬度和摩擦磨损性能;随脉冲偏压的增大,MoN薄膜的膜厚、硬度都先增大后减小,而薄膜的磨损率却先减小后增大,其中-500 V脉冲偏压下沉积的MoN薄膜具有最高硬度为7731N/mm2,以及最低的磨损率为5.8×10-7 mm3/(N·m).此外,MoN薄膜在不同载荷和转速的摩擦条件下表现出不同的摩擦学行为.

关键词：脉冲偏压、直流磁控溅射、MoN薄膜、摩擦学性能

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分类号：TG174.444(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金51775191;中央高校科研业务费2018ZD29;广东省科技计划项目2016A010102009

在线出版日期：2019-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：54-62