基体偏压对高功率脉冲磁控溅射AlCrN涂层结构及其性能的影响

Influence of substrate bias on the structure and properties of AlCrN coatings deposited by high power impulse magnetron sputtering

摘要:

为了获得性能更加优异的刀具涂层,采用高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)在Ar/N2混合气氛下制备了AlCrN涂层,研究了不同基体偏压对于涂层的结构和力学性能的影响.XRD图谱表明:AlCrN涂层中存在立方CrN(200),CrN(220)和六方AlN(110)的衍射峰,其中CrN(220)的衍射峰在偏压大于等于-60 V时才会出现,六方AlN(110)的衍射峰在偏压大于等于-100V时才会出现;Al元素加入会使所有CrN的衍射峰都向更低的角度偏移.随着基体偏压的升高,涂层表面的大颗粒数量和尺寸都呈现逐渐减小趋势.AlCrN涂层的硬度及弹性模量随着偏压的上升先增加后减小,在偏压为-150 V时均达最大值32.5±2.0 GPa和490±111.0 GPa.随着基体偏压增加,涂层的临界载荷先上升后减小,在偏压为-100 V时有最大值约40N.

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