α-C：H膜系与氮化物膜系的结构性能比较及机理分析.pdfVIP

学兔兔 第49卷第 16期 机 械 工 程 学 报 V_o1．49 NO．16 2013年 8 月 JOURNAI，OFMECHANICALENGINEERING Aug． 2O 13 Dol：10．3901，JME．2013．16．091 ． C：H膜系与氮化物膜系的结构性能比较 及机理分析木 于斌斌 袁军堂 汪振华 胡小秋 王 飞2 (1．南京理工大学机械工程学院 南京 210094； 2．苏州大学物理科学与技术学院 苏州 215005) 摘要：采用非平衡磁控溅射与阳极离子束技术制备 Cr／a．c：H膜系，同时采用多弧离子镀技术分别制备 CdCrNx与 Ti／TiNx 膜系，膜层厚度均为2txm。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、Raman光谱、x射线衍射仪分析三种薄膜的微观结构和 表面形貌；采用WS．2005型附着力划痕仪测试三种膜系与SKD11不锈钢基体的结合强度；采用 自主研制的球磨仪测试制备 在SKDll不锈钢与YG6硬质合金基体上的三种膜层耐磨性能。结果表明，利用阳极离子束技术制备的0L．C：H膜是一种非 晶结构、表面平滑的薄膜，粗糙度值仅为5．21nlTl，划痕试验临界载荷为 17．8N。而晶态的TiNx与CrNx膜层粗糙度较高， 且其表面存有 “熔滴”，但其结合强度较高，划痕试验临界载荷达 80N 以上。c．【C：H膜层的耐磨性能优于TiN，CrNx，且 沉积在YG6硬质合金基体上的膜层单位磨损率均比SKD11不锈钢基体上的膜层低。 关键词：离子束技术 a．c：H膜 多弧离子镀 TiN膜 CrN膜 中图分类号：TG174 ComparisononPropertiesandM echanism ofI口-【C：H FilmsSystem andNitrideFilmsSystem YU Binbin YUAN Juntang WANG Zhenhua HU Xiaoqiu WANGFei (1．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094； 2．SchoolofPhysicalScienceandTechnology,SoochowUniversity,Suzhou215005) Abstract：Cr／a-C：H filmssystem arepreparedbyunbalancedmagnetronsputteringandanodeionbeam technique．andCr／CrNxna d Ti／TiNxfilmssystemsraeprepraedbymulti—raCionplatingtechn ique．Thethicknessesoffilmsrae2um．Themicrostructuresnadthe morphologiesoftheresultingofthreefilmssystemsraeinvestigatedbyscanningelectronmicroscopy,atomicforcemicroscopy, Ramna spectroscopynadX—raydiffractometer,respectively．Themechanicalandthetribologicalpropertiesofthefilmsraestudiedby W S-2005scratchtester,na dballcrateringtester．Theresultsshow thatc一【C：H filmsprepraedbynaodeionbeam techniquearefilms withnon-crystalstructurenadsmoothsurface，theroughnessvalueisonly5．21nln，highes