磁控共溅射沉积Al-Al2O3复合膜的结构与性能

• 作者: 孙勇 孙国琪 段永华 王凯亮 郭中正
• 来源期刊: 金属热处理
• 学科: 工学
• 关键词: 磁控共溅射 Al-Al2O3复合膜 微观结构 表面形貌 显微硬度 抗摩擦磨损性能
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 表面改性
• 页码范围: 184-189
• 页数: 6页
• 分类号: TB333
• 语种: 中文
• DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2016.01.039

摘要

用直流(DC)和射频(RF)磁控共溅射法在硅衬底上制备Al-Al2 O3 复合膜,用射频磁控溅射Al2 O3 膜作对比.通过XPS、XRD、HRTEM、FESEM和SPM研究了Al-Al2 O3 复合膜和纯Al2 O3 膜的微观结构和表面形貌,用纳米压痕仪和材料表面性能测试仪测试了样品的显微硬度和抗摩擦磨损性能.结果表明,当射频功率PRF恒定时,Al-Al2 O3 复合膜中Al相的含量和晶粒尺寸与直流功率PDC呈正比关系,Al的加入使Al-Al2 O3 复合膜中非晶态的Al2 O3 颗粒细化,相比纯Al2 O3 膜,表面粗糙度明显降低,并对复合膜力学性能产生影响.Al-Al2 O3 复合膜的硬度高于纯Al2 O3 膜,并具有更加优异的抗摩擦磨损性.直流功率PDC =50 W时,Al-Al2 O3 复合膜综合性能最佳,硬度达到14.4 GPa,摩擦因数低至0.15.