摘要：目的 采用高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）制备力学性能优良的氮化铬薄膜。方法 采用HIPIMS技术,利用铬靶及氩气、氮气,在不同峰值功率（52.44,91.52,138 k W）下沉积了氮化铬薄膜。采用X射线衍射技术（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪等评价方法,研究了峰值功率对薄膜组织结构和力学性能的影响。结果 当峰值功率为52 k W时,靶材原子与离子的比值仅为5.4%,所生成氮化铬薄膜的晶粒尺寸较小,薄膜出现剥落的临界载荷为42 N,薄膜的磨损深度达到349 nm;当峰值功率提高到138 k W时,靶材原子与离子的比值为12.5%,在最大载荷100 N时,薄膜也未出现剥落,同时磨损深度仅为146 nm。结论 高的峰值功率能够提高靶材原子离化率和离子对基片的轰击效应,使氮化铬薄膜晶粒重结晶而长大,消除部分应力,使薄膜表现出优良的耐磨性和韧性,因此提高靶材峰值功率可以提高氮化铬薄膜的力学性能。

关键词：高功率脉冲磁控溅射 峰值功率 氮化铬 薄膜 力学性能 

单位：西南交通大学材料科学与工程学院; 成都610031; 荆楚理工学院; 湖北荆门448000; 中国工程物理研究院; 四川绵阳621907