B含量对(AlSiTiCrNbVBx)N薄膜微观结构与性能影响

张军鹏，徐大鹏，苏霖深，房晓彤，邵文婷

(西安工业大学 材料与化工学院，西安 710021)

近年来，随着航空航天、微电子信息等领域的不断发展，促进了材料不断更新迭代。其中，合金体系在发展过程中扮演着至关重要的角色。由1种或2种元素为主元组成的传统合金，通过添加部分合金化元素，从而改善合金的某些性能[1]。2004年，文献[2]突破传统合金设计理念，提出了高熵合金(High Entropy Alloy,HEA)。该合金由5～13种元素组成，每种元素原子数分数在5%～35%之间，没有主要元素和次要元素之分。高熵合金的高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应[3]使其在结构上表现为体心立方结构(BCC)、面心立方结构(FCC)、BCC+FCC或纳米晶结构，甚至形成非晶结构[4-6]。在性能上具有高强度、硬度，优异的耐腐蚀性，耐磨性，耐高温氧化性及抗辐照性等[7-10]优异性能。

高熵合金独特的综合性能迅速得到了学者们的广泛关注。传统的氮化物涂层仅仅具有某些单一性能，如较高的硬度、良好的耐磨性等，这些单一性能的提升并不能有效改善零部件的缺陷[11]，而高熵合金薄膜和高熵合金氮化物薄膜具有高熵合金块体相同优异的性能。文献[12]发现AlCoCrCu0.5FeNi涂层随着溅射功率的增加，晶粒尺寸和表面粗糙度逐渐增加。文献[13]发现(AlCrNbSiTiV) N涂层相结构为FCC，膜层均匀且致密。文献[14]发现VAlTiCrSi涂层具有小的腐蚀电流密度、大的腐蚀电压和较宽的钝化区域。文献[15]制备了AlBCrSiTi氮化物薄膜，发现在700 ℃下真空退火2 h，可以保持非晶结构且仍然具有优异的热稳定性。与传统的氮化物薄膜相比，高熵合金氮化物薄膜具有更加优异的性能和更加广泛的应用，如刀具涂层、航空航天硬质涂层。……