复合磁控溅射Zr-B-N涂层微结构的控制及性能研究

采用高功率脉冲和脉冲直流复合磁控溅射技术,通过改变Zr B2靶溅射功率来调节Zr-B-N涂层的成分和微结构,系统研究了Zr B2靶功率对涂层成分、微观结构和性能的影响。研究结果表明:随着Zr B2靶功率的增加,Zr-B-N涂层形成了以非晶a-BN包裹着纳米晶的纳米复合结构;涂层的硬度由36.76下降到16.1 GPa;当Zr B2靶溅射功率为0.4和0.6 k W时,表征膜/基结合强度的临界载荷分别达到最小值29.28和最大值43.85 N。摩擦系数和磨损率具有相同的变化趋势,均随Zr B2靶溅射功率的增加先增大后减小,当Zr B2靶溅射功率为0.8 k W时,Zr-B-N涂层摩擦系数较低,抗磨损能力亦最强。