磁控溅射制备CrNx薄膜及其结构和性能研究

摘要

采用反应磁控溅射技术制备了CrNx薄膜,并研究了氮气分压对CrNx薄膜的沉积速率、结构和摩擦系数的影响.研究发现:采用反应磁控溅射技术能有效地抑制靶中毒现象,薄膜的沉积速率变化仅仅是由于氩和氮对靶的溅射产率不同造成的.通过调节不同的氮分压,可将CrNx薄膜的结构在很大的范围内调控,从Cr到Cr2N,到无定形,一直到CrN多种结晶形态的变化.且制备出的CrNx薄膜晶粒细小致密,晶粒和粒径分布都很均匀,晶粒在几十纳米左右.CrN薄膜的摩擦系数在0.70左右,无定形态CrNx和Cr2N的摩擦系数相对比较小,在0.20～0.30之间;Cr薄膜与钢球和氮化硅球对磨的摩擦系数相差比较大,分别为0.55和0.72.