基体偏压对反应磁控溅射ZrN/α-SiN_x纳米多层薄膜结构及性能的影响

作     者：胡明 高晓明 张立平 伏彦龙 杨军 翁立军 刘维民 

作者机构：中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100039 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2013年第33卷第1期

页      面：29-35页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主　　题：ZrN α-SiNx纳米多层薄膜 基体偏压 微观结构 机械及摩擦学性能 

摘      要：采用中频磁控溅射技术在3种偏压条件下(0、-80、-300V)于AISI 440C钢及单晶Si(100)基体表面制备了ZrN/α-SiNx纳米多层薄膜.通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析表征了各纳米多层薄膜微观组织结构,并通过纳米压入仪与真空球-盘摩擦试验机分别测试了各薄膜力学及真空摩擦学性能.重点研究了基体偏压对ZrN/α-SiNx纳米多层薄膜微观组织结构,进而对其力学及摩擦学性能的影响机制.结果表明:较低的基体偏压会导致纳米多层薄膜中ZrN层差的结晶状态,而较高的基体偏压则易于引起ZrN层与SiNx层层间界面的交混.上述两种薄膜组织及结构的变化均不利于该纳米多层薄膜力学及摩擦学性能的改善.在适宜的偏压条件下(-80 V),ZrN/α-SiNx薄膜呈现出具备良好层间界面的晶体/非晶体纳米多层结构,与其他偏压条件制备的纳米多层薄膜相比,该薄膜表现出更好的力学及摩擦学性能.