Abstract
本實驗以反應式射頻磁控濺鍍法製備CrNbSiTiZr高熵碳化物鍍膜，探討不同甲烷流率以及施加-100 V基板偏壓後對鍍膜微結構、機械性質、磨耗性質的影響。實驗結果顯示在無基板偏壓下，隨甲烷流率逐漸增加，高熵碳化物鍍膜均呈現FCC固溶結構，鍍膜中碳含量則由36.1 at% 增加至81.1 at%。隨鍍膜中碳含量增加，鍍膜表面粗糙度逐漸下降，結構趨向緻密化。在甲烷流率為3 %時鍍膜有最大硬度26.2 GPa，隨碳含量的增加，硬度呈現逐漸下降的趨勢。施加-100 V基板偏壓後，碳化物鍍膜仍維持FCC固溶結構，結構變得更緻密，硬度也由26.2 GPa提升至32.8 GPa。在高熵碳化物鍍膜與基板附著性方面，臨界荷重介於14至55 N之間。添加中間層後有效提升鍍膜附著性，臨界荷重由原本14 N提升至47 N。由磨耗測試結果顯示，隨碳含量的增加，鍍膜的摩擦係數和磨耗速率均有逐漸下降的趨勢，最低分別可達0.07和2.0 × 10-7 mm3/N•m。由真空退火結果發現，在1000 °C下碳化物鍍膜仍可保持FCC結構。大氣退火方面，鍍膜在800 °C時仍維持FCC固溶結構。由此可見，本研究開發的CrNbSiTiZr高熵碳化物鍍膜具有優異的性質，在工業上極具應用潛力。