Cu含量对NbCN-Cu复合膜微结构、力学性能及摩擦磨损性能的影响

利用高真空磁控溅射仪制备了不同Cu含量的NbCN-Cu复合膜。采用X射线光电子能谱、X射线衍射仪、纳米压痕仪、扫描电镜、三维形貌仪和摩擦磨损仪对薄膜的微观结构、力学性能以及摩擦磨损性能进行了分析。结果表明,NbCN-Cu复合膜为面心立方δ-NbN、六方δ'-NbN和单质Cu相三相共存结构。随Cu含量增加,NbCN-Cu复合膜的硬度值先缓慢上升再迅速下降,Cu含量为2.27%时,获得最大硬度,为31.43 GPa。室温下,随Cu含量的增加,NbCN-Cu复合膜的摩擦系数先缓慢上升再快速上升,磨损率先缓慢下降再快速上升。当温度从室温温度上升到500℃,不同Cu含量的NbCN—Cu的摩擦系数均先升高后降低,磨损率逐渐上升,温度一定,Cu含量越高,磨损率越高;300~500℃内,温度一定,Cu含量越高,NbCN-Cu复合膜的摩擦系数越低。