Abstract
本實驗以AlCrMoTaTiZr等莫耳六元高熵合金為靶材，利用射頻磁控反應濺鍍製備高熵合金氮化物硬質薄膜，並與TiN和TiAlN硬質薄膜作比較。結果顯示在基板溫度300 ℃，未施加基板偏壓下高熵合金薄膜在未通入氮氣時呈現非晶質結構；通入氮氣比例為10 % 開始出現FCC結構之氮化物繞射峰。薄膜硬度則在10 % 的比例時具有最大值25 GPa，其餘比例下大致維持在22~23 GPa。在基板溫度的影響方面，薄膜在低溫下呈現較小的表面顆粒團聚以及較高的35 GPa薄膜硬度；升高基板溫度時表面顆粒團聚變大，硬度下降至25~31 GPa。在基板偏壓的影響方面，薄膜硬度由未施加偏壓的25 GPa提升至施加偏壓後的36 GPa，且薄膜表面隨著偏壓的增加而愈趨平坦。薄膜對基板之附著性質研究顯示，利用漸層的方式製備氮化物薄膜能夠提升對基板之附著性質，而利用Ni金屬層作為中間層更能夠有效改善薄膜之附著性。高熵合金氮化物與TiN和TiAlN的比較得知，最佳條件下製備之高熵合金氮化物薄膜在硬度上達到硬度40 GPa以上，遠高於其他兩者；而薄膜附著性質上由刮痕測試結果得知，薄膜脫離基板之臨界荷重以及抗高溫氧化能力均介於兩者之間，約在700 ℃時便有明顯氧化出現。整體而言，高熵合金AlCrMoTaTiZr之氮化物系統於硬質薄膜的應用上極具潛力。