(AlCrTaTiZr)(CN)薄膜結構及性質之研究

Study on The Microstructure and Properties of (AlCrTaTiZr)(CN) Thin Film

辜文柏(HASH(0x1c096a40))

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(2008年)

摘要

本實驗使用AlCrTaTiZr靶和C靶，利用射頻磁控反應式共濺鍍製備多元氮碳化物薄膜；固定基板偏壓為□100 V，改變氮氣流率，研究基板在室溫下和350 □C下所製備的薄膜結構及性質。結果發現各組的薄膜均呈現單一的FCC結構；即使不通氮氣下，Al、Cr、Ta、Ti、Zr和C已有鍵結產生;從成份分析推斷，結構應是金屬氮碳化合物共存的情形。在基板溫度350 □C、不通氮氣下，其薄膜有硬度有最大值40 GPa，殘留應力值為□2.7 GPa左右，H/E值為0.13，此氮碳化物薄膜之熱穩定性仍需進一步研究。另外，先鍍AlCrTaTiZr高熵合金為中間層，再將(AlCrTaTiZr)(CN)薄膜鍍在WC □ Co基板上，量測其附著力和磨耗性質，發現室溫下製備的薄膜附著性不佳；而在350 □C 下製備的薄膜在RN = 20 %有一最高的臨界荷重78 N，惟仍較(AlCrTaTiZr)N薄膜略低。(AlCrTaTiZr)(CN)薄膜之摩擦係數和(AlCrTaTiZr)N薄膜相比有降低的趨勢，RN = 40 %(不考慮摩擦係數) 、RN = 0 %(考慮摩擦係數)兩組有最低的磨耗速率，分別為1.54和4.56 □ 10-6 mm3/N□m;和(AlCrTaTiZr)N薄膜相比，此值略有改善，惟磨屑沾黏情況較嚴重。整體而言，(AlCrTaTiZr)(CN)薄膜的磨耗速率和摩擦係數、表面粗糙度、殘留應力、C含量有較高的相關性；和硬度、臨界荷重、N含量較無關係。

關鍵字

高熵合金 ； 薄膜 ； 濺鍍 ； 機械性質

並列摘要

HASH(0x1c0a4e00)

並列關鍵字

HASH(0x1c0a4ae0) ； HASH(0x1c0a4b80) ； HASH(0x1c0a4c20) ； HASH(0x1c0a4cc0)

參考文獻

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