低Si含量WSiN涂层的结构和摩擦学行为

利用反应磁控溅射法制备W2N和WSiN涂层，利用XRD，SEM和AFM研究涂层的显微结构，利用纳米压痕仪测试涂层的力学性能，利用摩擦磨损仪表征涂层的摩擦磨损行为。结果表明，原子数分数2.4% Si掺杂没有引起W2N涂层相结构和力学性能的明显变化，但降低了涂层的表面粗糙度（从10.56 nm到8.35 nm）。不锈钢基底、W2N涂层、WSiN涂层与Al2O3对偶球的摩擦因数分别为0.62、0.42和0.35，对应的磨损率分别为4.2×10-14、3.8×10-16和3×10-16 m3/N·m。不锈钢基底、W2N涂层、WSiN涂层与GCr15对偶球的摩擦因数分别为0.56、0.47和0.49，对应的磨损率分别为5.9×10-15、2.8×10-16和3.2×10-16 m3/N·m。在上述两种对偶球情况下，W2N涂层、WSiN涂层均能够降低不锈钢的摩擦因数10%~40%和磨损率1~2个量级。W2N涂层和WSiN涂层具有较好的润滑抗磨性，能给不锈钢基底提供防护作用，且WSiN涂层的防护效果更佳