靶材中Al含量对TiAlCN涂层结构和耐磨性能的影响

异质原子掺杂的TiN涂层具有优异的耐磨、耐蚀性能和高温稳定性,这可为提高镁合金的表面性能和扩大镁合金材料的应用提供一种技术支持。采用Al,C双原子掺杂于TiN晶格,以合金靶材中Al原子的比例为变量,采用磁控溅射法在AZ91表面制备了Al-C原子共掺杂的涂层,并获得不同Al含量的TiAlCN涂层。采用X射线小角掠入射(GIXRD)、扫描电子显微镜(SEM)和销盘式摩擦磨损试验机研究了Al原子掺杂比例对TiAlCN涂层结构和耐磨性的影响。结果表明:涂层包含FCC结构TiN,AlN,TiCN三种物相,随着Al原子掺杂比例的增加,涂层生长的择优取向发生变化,晶粒尺寸增大,AlN相含量增加,涂层的摩擦系数和磨损率减小,40 at%Al的涂层耐磨性能最好。