編號：CPJS05662
篇名：CrAlN/WS2納米多層膜的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能研究
作者：劉京京[1] ;李偉[1,2] ;孟佳[2] ;劉平[1] ;張柯[1] ;馬鳳倉[1] ;劉新寬[1] ;陳小紅[1] ;何代華[1]
關(guān)鍵詞： CrAlN/WS2納米多層膜 微觀結(jié)構(gòu) 力學(xué)性能 共格外延生長
機(jī)構(gòu)： [1]上海理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海200093; [2]中國科學(xué)院特種無機(jī)涂層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200050
摘要： 采用反應(yīng)磁控濺射工藝在Si基體上沉積了不同調(diào)制周期的CrAlN/WS2納米多層膜,采用X射線衍射儀（XRD）、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）、納米壓痕儀和HSR-2M涂層摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、掃描電子顯微鏡（SEM）,研究了調(diào)制周期對CrAlN/WS2納米多層膜微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明,WS2層厚度低于0.8nm時(shí),六方結(jié)構(gòu)的WS2在CrAlN的模板作用下轉(zhuǎn)變?yōu)锽1-NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)并與CrAlN層發(fā)生共格外延生長,使薄膜得到強(qiáng)化,在WS2層厚度為0.8nm時(shí),薄膜硬度和彈性模量達(dá)到最大,分別為37.3和341.2GPa。隨著WS2層厚度的進(jìn)一步增加,WS2又轉(zhuǎn)變回六方結(jié)構(gòu),使薄膜共格外延生長結(jié)構(gòu)破壞,結(jié)晶度降低,耐磨性增強(qiáng),硬度和彈性模量減小。CrAlN/WS2納米多層膜的摩擦系數(shù)均在0.2-0.3之間,遠(yuǎn)低于單層CrAlN的摩擦系數(shù)的0.6,磨損率亦明顯減小。獲得了綜合力學(xué)性能優(yōu)異的CrAlN/WS2納米多層膜。
