V含量对TaVN复合膜微结构、力学性能和摩擦性能的影响

采用磁控溅射仪制备了一系列不同V含量的TaVN复合膜,利用X射线衍射仪研究复合膜以及磨痕的相组成,利用纳米压痕仪表征复合膜的硬度,采用高温摩擦磨损实验机研究了复合膜的室温和高温摩擦性能。结果表明:TaVN复合膜的微结构为面心立方结构,随着V含量的增加,衍射峰择优取向由(200)转变为(111);TaVN薄膜的显微硬度随着V含量增加,先增加后降低,在V含量为18.25at%时,显微硬度达到最大值,为32.3 GPa;在常温下,TaVN复合膜的摩擦系数随着V含量的增加而降低;当温度从室温升高到800℃,薄膜的摩擦系数先升高后降低。采用晶体化学理论讨论了TaVN复合膜和TaN单层膜在高温下的摩擦机理。