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AlCrTaTiZr氮化物薄膜附著力與抗磨耗能力之研究
Thesis

AlCrTaTiZr氮化物薄膜附著力與抗磨耗能力之研究

翁稚惠
Masters, 國立清華大學, 材料科學工程學系
2006

Abstract

硬質薄膜 高熵合金 濺鍍 hard coating high entropy alloy sputter
本實驗以AlCrTaTiZr等莫耳五元高熵合金為靶材,利用射頻磁控反應式濺製備高熵合金氮化物硬質薄膜,固定基板溫度350 ℃,基板偏壓為-100 V,改變氮氣流率,在氮氣流率為20 % 時有一最高硬度(35 GPa)與最低殘餘壓應力值(1.5 GPa),因此選用氮氣流率20 % 的條件鍍製氮化物薄膜於M2以及WC-6 wt % Co基板上,以作為之後附著力量測與磨耗測試分析。為改善氮化物薄膜與基板間的附著力,嘗試加入不同的中間層(Ti、Cr、AlCrTaTiZr合金)並改變其中間層厚度,以找到最佳中間層厚度的條件。實驗結果顯示,Ti、Cr、AlCrTaTiZr合金三種中間層皆能大幅地改善氮化物薄膜於WC基板上的附著力,可將臨界荷重由45 N提升至80 N以上;而僅Cr中間層能有效地改善氮化物薄膜於M2基板上的附著力,使臨界荷重由21 N提升至41 N。對於1□□m的AlCrTaTiZr氮化物薄膜而言,Ti、AlCrTaTiZr中間層厚度100 nm 時表現出一最佳附著力,而Cr中間層厚度為200 nm附著力表現最好。在磨耗測試中,在與鉻鋼球磨耗的過程中並無黏料的情形發生,此現象與商用TiN、TiAlN薄膜有所不同,此為一有趣的現象。

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