基板偏压对溅镀AlCrNbSiTiV高熵合金氮化物薄膜性能的影响

用真空电弧熔炼法制备了AlCrNbSiTiV高熵合金,并将其作为靶材,利用直流反应式磁控溅镀法在T1200A金属陶瓷刀具或硅晶片上沉积了高熵合金氮化物薄膜。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和纳米压痕仪考察了基板偏压对薄膜形貌、元素含量、物相成分和性能的影响。所得氮化物薄膜均匀、致密,所有元素的原子分数与靶材相当。由于再溅射,沉积速率随着基板偏压增大而减小。薄膜的弹性恢复和显微硬度在基板偏压为0^-100 V时随着偏压增大而提高,进一步增大偏压反而减小。相比未溅镀薄膜的刀具,用溅镀了AlCrNbSiTiV氮化物薄膜的刀具干切削S45C中碳钢圆柱工件,工件表面的粗糙度和刀具的侧面磨损显著降低。-100 V偏压溅镀的刀具的切削性能最佳。

(AlCrNbSiTiV)N高熵合金氮化薄膜溅镀参数的灰关联分析优化

采用直流反应式磁控溅镀法在硅晶片和住友刀具BN2000上制备(AlCrNbSiTiV)N高熵合金氮化薄膜。通过正交试验考察了溅镀功率、沉积温度、氮氩气流量比和基材偏压对薄膜的摩擦因数、硬度和刀具磨损的影响。对信噪比进行灰关联分析,以实现多目标优化,得出最佳工艺参数为:溅镀功率200 W,沉积温度200°C,氮氩气流量比0.3,基材偏压100 V。该条件下所得薄膜的摩擦因数为0.46,显微硬度为1243.72 HV,刀具磨损最小。