C含量对WAlCN复合膜的微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

摘要

采用磁控溅射物理气相沉积法沉积了不同含C量(0~20.7%(原子比))的WAlCN复合膜。利用X射线衍射和Raman表征了WAlCN膜的微结构;用扫描电镜、压痕仪和高温摩擦磨损仪等研究了其力学和摩擦磨损性能。结果表明:复合膜是由石墨相和面心立方的WAlN相构成,呈(200)择优生长。当WAlCN复合膜含C量增加时,它的硬度值会先升高后降低,当复合膜含C量达到11.2%时硬度出现最大值,约为37.7 GPa。加入C元素减少了WAlCN膜的摩擦系数,而其磨损率则先减小后增大。当WAlCN复合膜含C量达到20.7%时,摩擦系数值最小为0.25,此时磨损率为1.44×10^(-8)mm^3/N·mm。总之,加入C元素后显著提高了WAlCN膜的综合性能。