脉冲偏压电弧离子镀C-N-V薄膜的成分、结构与性能

摘要

用脉冲偏压电弧离子镀方法在硬质合金基体上制备了一系列不同成分的C-N-V薄膜.用X射线光电子能谱、激光Raman光谱、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和纳米压痕等方法分别研究了薄膜的成分、结构与性能.Raman光谱,XRD和TEM结果表明,所制备的薄膜为在类金刚石(DLC)非晶基体上匹配有VN晶体的碳基复合薄膜.随V和N含量的增加,薄膜硬度与弹性模量先增加后下降,在N含量为20.4%,V含量为21.8%时薄膜硬度与弹性模量具有最大值,分别为36.8和569.7 GPa,高于相同条件下制备的DLC薄膜的硬度和弹性模量.V和N含量的改变会改变薄膜的相结构,以及DLC非晶基体相与VN晶体相的相对含量,此外还可以在薄膜中诱发纳米金刚石相的形成,从而对薄膜性能产生较大影响.