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C含量对TiWCN复合膜微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

喻利花 , 董鸿志 , 许俊华

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2014.00183

采用磁控溅射仪制备了一系列不同C含量的TiWCN复合膜.利用XRD,SEM,纳米压痕仪和高温摩擦磨损仪等对TiWCN复合膜的微结构、力学性能和摩擦磨损性能进行了表征.结果表明:TiWCN复合膜由fcc结构的TiWCN相和六方结构的Ti2N相组成;随着C含量增加,薄膜硬度先升高后降低,室温摩擦系数逐渐减小,而磨损率先减小后增大.当C含量为11.25%时,硬度达到最大值,为35.97 GPa;磨损率获得最小值,为1.26×10-5 mm3·N-1·m-1.当C含量为13.68%时,摩擦系数最小,为0.32.当温度低于370℃时,TiWCN复合膜的摩擦系数和磨损率小于TiWN薄膜;当温度超过370℃时,TiWCN复合膜的摩擦系数和磨损率大于TiWN薄膜.C添加到TiWN薄膜中提高了薄膜的力学性能和常温摩擦磨损性能,而薄膜的高温摩擦磨损性能并未得到改善.

关键词: 磁控溅射 , TiWCN复合膜 , 微结构 , 力学性能 , 摩擦磨损性能

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