Composition, Structure and Property of the Cr1-xAlxN Hard Films Deposited by Arc Ion Plating

电弧离子镀 Cr 1-x Al x N 硬质薄膜的成分、结构与性能 莫亚杰 1,2 , 王明磊 1,2 , 程玮杰 1 , 林国强 1,2 (大连理工大学 1. 材料科学与工程学院; 2. 三束材料改性教育部重点实验室, 大连 116024)64 和 1.79 μm; 成分 x 随着 Al 靶的弧流相对增大而增大, 分别为 x=0.41、0.53、0.64 和 0.73; 相结构与成分密切相关, 当 x=0.41 时, 薄膜呈单一的 c-(Cr,Al)N 相; 而当 x≥0.53 时, 则由 c-(Cr,Al)N 相和 hcp-AlN 相混相构成; 随着 Al 含量增加, 晶粒尺寸先减小后增大, 在 x=0.64 时达到最小值 8.9 nm; 相应地硬 度则先增大后减小, 在 x=0.64 时达到峰值 35.3 GPa; 4 组 Cr 1-x Al x N 薄膜的膜基结合良好, 结合力均在 60 N 以上。 综合测试结果发现, 当 x=0.53 时, Cr 1-x Al x N 薄膜的韧性最佳, 弹性恢复系数最高为 57.4%, 同时兼具较高的硬度 34.7 GPa, 此时薄膜具有最佳的综合性能。