靶电流密度对热丝增强等离子磁控溅射制备Cr₂N薄膜结构与性能的影响

采用等离子体增强平衡磁控溅射技术在316L奥氏体不锈钢基体表面制备了不同靶电流密度条件下的Cr2N薄膜,并检测分析了靶电流密度对薄膜表面形貌、相结构、力学性能、膜基结合力和摩擦磨损性能的影响。结果表明,薄膜呈致密柱状结构,以Cr2N(111)择优取向为主。当靶电流密度为0.132 mA/mm2时,WN相与Cr2N并存;随着靶电流密度的增加,薄膜厚度逐渐增加,硬度、弹性模量略有下降,膜基结合增强。薄膜与基体结合处呈脆性失效。靶电流密度0.132 mA/mm2时,最高薄膜硬度及模量分别为33及480 GPa,且磨损量最小。靶电流密度0.264 mA/mm2时,最大膜机结合力为36.6 N。经过镀Cr2N薄膜后,试样表面硬度、耐磨性明显提高