润滑与密封

作者：阎红娟，李春阳，司丽娜，刘峰斌，张韶华，卿涛，刘懿锋

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,,北京控制工程研究所,,北京控制工程研究所,,北方工业大学机械与材料工程学院,

关键词：TaVN薄膜;微观结构;硬度;摩擦学性能

基金：国家自然科学基金项目（51575004）；北京市自然科学基金-市教委联合资助项目（KZ201910009010）；北京市自然科学基金项目（3212003；3204037）；北方工业大学毓优团队计划项目（XN212/017）

为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制，利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明：TaVN 薄膜为面心立方结构，不同V含量的TaVN薄膜均在（111）晶面呈现择优取向；随着V含量的增加，TaVN 薄膜（111）晶面出现向大角度偏移的现象；不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙，膜层与基体间界面清晰，截面呈明显的柱状晶结构；随着V含量的增加，TaVN 薄膜硬度先升高后降低，当TaV靶材中V原子分数为15%时，硬度最高；随着V含量的增加，摩擦因数降低，其原因是在摩擦的过程中，薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5；随着V含量的增加，TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。

来源：2022年第8期

《润滑与密封》期刊编辑部

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