Al含量对真空电弧沉积ZrAlN薄膜性能的影响

利用等离子体辅助电弧沉积技术在高速钢片和单晶硅片P(100)上沉积ZrAlN多元薄膜,利用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射对薄膜进行了结构和形貌表征,利用显微硬度计、摩擦磨损试验仪对薄膜的性能进行了检测,并研究了铝含量对薄膜组织结构、形貌、显微硬度及耐磨性能等的影响。结果表明:ZrAlN多元薄膜有(111)面的择优取向,随Al含量的增加,(111)衍射峰的位置向小角度偏移,当Al原子分数大于3%时,薄膜中出现AlN相;随着Al含量的增加,薄膜的硬度和耐磨损性能先增加后降低,在Al原子分数为3%时,获最高硬度1570HV0.5N和最小磨痕宽度93μm,这是薄膜中Al含量不同引起晶体结构变化造成的。