山西中北大学材料科学工程学院　沈渊　张宝红*

偏压对磁控溅射氮铝铬薄膜摩擦性能的影响

山西中北大学材料科学工程学院沈渊张宝红*

本文采用了反应磁控溅射法在烧结NdFeB表面连续地沉积了氮铝铬薄膜。使用扫描电镜表征了薄膜的形貌。摩擦磨损性能在室温下采用多功能摩擦磨损试验机Rtec（MFT5000）来表征。研究结果表明基底施加合适的负偏压会使薄膜致密、摩擦系数降低。

磁控溅射；氮铝铬薄膜；摩擦性能

引言

为了进一步优化氮铝铬薄膜的性能，许多研究者在改变其化学成分方面做出的大量研究，并取得了长足进步。铝元素含量在氮化铬中可以有较宽范围的波动。同时，添加进氮化铬薄膜中的铝元素在晶格中的固溶强化效果使得氮铝铬硬度进一步提高。在铝含量为40～60 at.%时，薄膜的最高硬度在20～55Gpa之间［1］。另外一种提高薄膜性能的方法是改变薄膜沉积过程中的参数，如氮气分压、基底负偏压等。有研究表明偏压在0～120V间，可以显著改变薄膜的断裂韧性［2］。Wang［3］等人研究了偏压对氮铝铬薄膜显微结构、硬度、韧性的影响。在施加50～260V偏压时薄膜变得更加致密，同时由于压应力的影响，薄膜硬度由10Gpa增加到26Gpa，韧性由1.67提高到2.02MPa·m1/2。

本文采用了反应磁控溅射法在烧结NdFeB上制备了氮铝铬薄膜，研究了基底负偏压对薄膜显微结构、耐磨性的影响。

1　试验

1.1涂层制备

试验用靶材尺寸为Φ100mm×5mm高纯铬、铝，溅射使用气体为高纯氩气，反应气体为高纯氮气。试验中背底真空抽至1.0×10-3Pa；向腔室内通入40 sccm高纯氩气，使真空度达到0.1Pa；……