多元碳化物(CrNbSiTiZr)Cx鍍膜之結構與性質研究

Study on the Microstructure and Properties of Multi-element (CrNbSiTiZr)Cx Coatings

林季薇(Chi-Wei Lin)

指導教授 ： 林樹均

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2010年)

摘要

本實驗以CrNbSiTiZr高熵合金靶材與石墨靶材進行共鍍，利用射頻磁控濺鍍法製備高熵合金碳化物鍍膜。結果顯示基板溫度及偏壓分別為400 oC及-100 V時製備的碳化物鍍膜均呈現單一的FCC固溶相，在石墨靶功率120 W時有最大硬度值31.2 GPa；隨著碳含量的增加，硬度逐漸下降，最低值仍有27.5 GPa，由HR-XPS發現非晶碳-碳鍵結比例增多；隨石墨靶功率提升，鍍膜變得較緻密。在基板偏壓對鍍膜的影響方面，未施加偏壓時，硬度為17.3 GPa，殘留應力為-0.7 GPa，施加基板偏壓後，鍍膜逐漸變緻密，硬度提升至28.7 GPa，殘留壓應力也增加至-4.6 GPa。真空退火結果顯示在退火溫度1000 oC時鍍膜仍保有FCC的固溶結構。大氣退火結果顯示，碳化物鍍膜在700 oC時FCC固溶相仍然存在。碳化物鍍膜與基板的附著性，臨界荷重分布在25 ~ 44 N之間。磨耗測試結果顯示，隨著碳含量的增加，磨耗速率有逐漸降低的趨勢，最低可達0.45 × 10-6 mm3/N•m。與TiC鍍膜比較，可得知高熵合金碳化物鍍膜的磨耗速率較低。

關鍵字

碳化物

參考文獻

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