不同工件架沉積的TiN-MoN納米多層膜的微觀組織與性能研究.pdf

1、氮化物/氮化物納米多層膜優(yōu)異的力學(xué)及摩擦學(xué)性能具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值，被廣泛地用作硬質(zhì)保護(hù)涂層。本論文采用非平衡磁控濺射離子鍍技術(shù)制備了不同調(diào)制周期的TiN/MoN納米多層膜，對(duì)多層膜的微觀組織形貌、力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　研究結(jié)果表明:所制備的TiN/MoN納米多層膜由面心立方TiN和立方γ-Mo2N組成，具有良好的周期性層狀結(jié)構(gòu)，在垂直于基體的方向上呈柱狀生長(zhǎng)形式。由于TiN和γ-Mo2N之間晶格常數(shù)的差異，Ti

2、N子層和MoN子層在界面處形成了具有一定晶格錯(cuò)配（錯(cuò)配度約為f=2.3％）的共格界面，晶格條紋連續(xù)貫穿調(diào)制層界面，形成了共格外延生長(zhǎng)的超晶格結(jié)構(gòu)。
　　與TiN薄膜和MoN薄膜相比，TiN/MoN納米多層膜的硬度介于二者之間（高于MoN薄膜而低于TiN薄膜），其摩擦系數(shù)則明顯降低。
　　采用不同工件架制備的TiN/MoN納米多層膜具有不同的界面形態(tài)和性能。通過(guò)對(duì)比可知，套筒工件架沉積的納米多層膜界面清晰平直，且出現(xiàn)了超硬現(xiàn)象

3、。在相同調(diào)制比(η=1.5）下納米多層膜的硬度隨著調(diào)制周期的變化(Λ=3.0～6.0nm)基本保持40GPa不變，而在調(diào)制周期(Λ=8.8nm)和調(diào)制比(η=2.14)進(jìn)一步增大時(shí)有所降低。無(wú)套筒工件架沉積的納米多層膜界面呈波紋狀，其硬度隨著調(diào)制周期的減小呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，在調(diào)制周期Λ=2.9nm時(shí)出現(xiàn)了約為36GPa的硬度峰值。
　　對(duì)于納米多層膜的摩擦學(xué)性能而言，套筒工件架沉積的納米多層膜的摩擦系數(shù)隨著調(diào)制周期的減小呈