FeCrVTa_(0.4)W_(0.4)高熵合金氮化物薄膜的微观结构与性能

作者：王子鑫; 张勇^*

来源：工程科学学报, 2021, 43(05): 684-692.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.28.004

• 高熵合金
• 磁控溅射
• 氮化物薄膜
• 成分梯度
• 光学性能

实验利用单靶射频磁控溅射技术,在单晶硅基底上,制备了两个系列FeCrVTa0.4W0.4高熵合金氮化物薄膜,即FeCrVTa0.4W0.4氮化物成分梯度多层薄膜和(FeCrVTa0.4W0.4)Nx单层薄膜,其中,多层薄膜用于太阳光谱选择性吸收薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米力学探针、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计、接触角测量仪和四探针测试台对FeCrVTa0.4W0.4高熵合金氮化物薄膜进行微观结构分析以及性能表征.结果表明:在不通入氮气时,薄膜为非晶结构,当氮气含量升高后,转变为面心立方固溶体结构;当表层氮气流量为15 mL·min-1时,FeCrVTa0.4W0.4氮化物多层薄膜及单层薄膜均具有最佳的力学性能,其中,多层薄膜的硬度为22.05 GPa,模量为287.4 GPa,单层薄膜的硬度为22.8 GPa,模量为280.7 GPa,随着表层氮气含量的继续增加,力学性能下降;FeCrVTa0.4W0.4氮化物成分梯度多层薄膜在300～800 nm波长范围内均具有太阳光谱选择吸收性,当氮化物薄膜层数较少时具有较好的疏水性;(FeCrVTa0.4W0.4)Nx单层薄膜随着氮气含量的增加,薄膜方块电阻增加.

• 出版日期2021
• 单位北京科技大学顺德研究生院; 北京科技大学; 新金属材料国家重点实验室; 青海大学