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磁控溅射法制备ZrMoN复合膜的显微结构和摩擦性能

来源期刊:粉末冶金材料科学与工程2014年第1期

论文作者:喻利花 赵强 许俊华

文章页码:77 - 82

关键词:ZrMoN复合膜;显微结构;力学性能;摩擦性能;

摘    要:采用磁控溅射法在单晶硅(100)和304不锈钢基底上沉积不同Mo含量的Zr1-xMoxN(x=0.05,0.14,0.42,0.52)复合膜,采用X射线衍射仪、纳米压痕仪(CSM)、摩擦磨损试验机、扫描电镜和能谱仪研究复合膜的显微结构、力学性能及摩擦性能。结果表明:Zr1-xMoxN复合膜以fcc(Zr,Mo)N结构为主,随x增大,薄膜中会出现fcc Mo2N相。复合膜的硬度从28.1 GPa(ZrN)增加至29.6 GPa(x=0.05),x继续增加,硬度逐渐降低。室温下,薄膜的摩擦因数由0.69(ZrN)降低至0.44(x=0.14),x继续增加摩擦因数略有增加。当温度高于100℃时,Zr0.58Mo0.42N复合膜的摩擦因数随温度升高先升高后降低,在300℃时达到最大。并讨论了ZrMoN复合膜Magnéli相的作用和自适应机制。

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磁控溅射法制备ZrMoN复合膜的显微结构和摩擦性能

喻利花,赵强,许俊华

江苏科技大学材料科学与工程学院

摘 要:采用磁控溅射法在单晶硅(100)和304不锈钢基底上沉积不同Mo含量的Zr1-xMoxN(x=0.05,0.14,0.42,0.52)复合膜,采用X射线衍射仪、纳米压痕仪(CSM)、摩擦磨损试验机、扫描电镜和能谱仪研究复合膜的显微结构、力学性能及摩擦性能。结果表明:Zr1-xMoxN复合膜以fcc(Zr,Mo)N结构为主,随x增大,薄膜中会出现fcc Mo2N相。复合膜的硬度从28.1 GPa(ZrN)增加至29.6 GPa(x=0.05),x继续增加,硬度逐渐降低。室温下,薄膜的摩擦因数由0.69(ZrN)降低至0.44(x=0.14),x继续增加摩擦因数略有增加。当温度高于100℃时,Zr0.58Mo0.42N复合膜的摩擦因数随温度升高先升高后降低,在300℃时达到最大。并讨论了ZrMoN复合膜Magnéli相的作用和自适应机制。

关键词:ZrMoN复合膜;显微结构;力学性能;摩擦性能;

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