吴志立 1, 2 , 李玉阁 1 , 吴 彼 1 , 雷明凯 1 (1. 大连理工大学 材料科学与工程学院 表面工程实验室, 大连 116024; 2. 湖南农业大学 工学院, 南方粮油作物 协同创新中心, 长沙 410128) 摘 要: 采用高功率调制脉冲磁控溅射 Al/(Al+Ti)原子比(x)分别为 0.25、 0.5 和 0.67 的 TiAlSi 合金靶, 溅射功率 1~4 kW, 氮气分压 25%, 工作气压 0.3 Pa, 在 Si(100)和 AISI 304 奥氏体不锈钢基片上沉积了 TiAlSiN 纳米复合涂层。 TiAlSiN 涂层中氮含量保持在 52.0at%~56.7at%之间, 均形成了 nc-TiAlN/a-Si 3 N 4 /AlN 纳米晶/非晶复合结构。随着原子比 x 增加, 非晶含量增加, 涂层硬度先升高而后降低。当 x=0.5 时, 硬度最高可达 28.7 GPa。溅射功率升高可提高溅射 等离子体中金属离化程度, 促进涂层调幅分解的进行, 形成了界面清晰的非晶包裹纳米晶结构, 且晶粒尺寸基本 保持不变。当 x=0.67 时, 溅射功率由 1 kW 上升到 4 kW 时, 硬度由 16.4 GPa 升至 21.3 GPa。不同靶材成分和溅射功 率条件下沉积的 TiAlSiN 涂层的磨损率为(0.13~6.25)×10-5 mm 3 /(N•m), 具有优良的耐磨性能。当 x=0.67, 溅射功率 2 kW 时, nc-TiAlN/a-Si 3 N 4 纳米复合涂层具有最优的耐磨性能。