润滑与密封

作者：阎红娟，米智丰，郑彩丽，司丽娜，程方赢

单位：北方工业大学机械与材料工程学院,,北方工业大学机械与材料工程学院,,北方工业大学机械与材料工程学院,,北方工业大学机械与材料工程学院,,北方工业大学机械与材料工程学院,

关键词：AlCrTiVNbN薄膜;磁控溅射;摩擦学性能;氮氩流量比;薄膜结构

基金：北京市自然科学基金项目（3212003）；北方工业大学毓优团队计划项目（22XN746）

通过磁控溅射方法在304不锈钢表面制备AlCrTiVNbN高熵合金氮化物薄膜，探究在不同氮氩流量比下薄膜的微观组织结构、力学性能和摩擦学性能。结果表明：随着氮氩流量比增加，AlCrTiVNbN薄膜呈现面心立方（FCC）结构，（111）晶面衍射峰消失，在（200）晶面择优取向且向小角度方向偏移；不同氮氩流量比下AlCrTiVNbN薄膜表面光滑、平整无孔隙，截面呈现典型的柱状结构。硬度（H）、弹性模量（E）、H/E、H3/E2随氮氩流量比的增加先增大后减小，氮氩流量比为3∶4时薄膜具有最高的硬度和弹性模量；摩擦因数和磨痕宽度随着氮氩流量比的增加先减小后增大，氮氩流量比为3∶4时摩擦因数和磨痕宽度最小，薄膜具有良好的耐磨性。AlCrTiVNbN薄膜的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损。摩擦学性能改善的原因有2个：一是溅射过程中合金元素与N原子形成氮化物，具有固溶强化效应，有助于强化薄膜的性能；二是薄膜具有较高的H/E和H3/E2，具有较好抵抗弹性变形和塑性变形的能力，有助于改善薄膜摩擦学性能。

来源：2025年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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