利用磁控管溅射沉积的硬而韧的低摩擦钼镀层

在精心控制的Ar-N_2气氛中沉积钼时,得到了溶解氮为0～10％(at)的均一体心立方相。厚度为10～20μm之镀层的X-射线图呈现很窄的谱线,并且具有平行于样品表面的(110)面的准理想取向。虽然这些镀层的努氏硬度为HK300～3000,但却仍然保持着相当良好的韧性和很低的摩擦系数,以及明显的“跑合”趋势,其摩擦系数由起始值0.1(机油润滑)很快就降低到0.07以下。当氮气分压高于0.1Pa时就出现氮化物相,同时镀层变脆且其X-射线衍射线变宽。与氧化钼的生成能(对于MoO_2,△H=-130cal/mol)相比,氮化钼的生成能(对于MoO_2N,△H=-8kcal/mol)很低,因而可以很好地控制氮含量。为了避免生成含有不稳定的面心立方相镀层,理想的温度应高于200℃。钨的行为与此十分相似,而铬尽管也能在同一体系中结晶,但却是以(100)面平行于样品表面,故其摩擦系数明显较高。