磁控溅射制备AlTiCrNiTa/(AlTiCrNiTa)N多层涂层的力学性能及微结构分析

利用反应磁控溅射N₂流量灵活可调的特点，在Zr-4基底上，制备了由AlTiCrNiTa高熵合金和(AlTiCrNiTa)N高熵合金氮化物交替调制的多层结构涂层。利用场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、自动划痕法(Automatic Scratch)和纳米压痕(Nanoindentation)等表征与测试手段，对调制周期为2、4、8和20的多层涂层微观形貌、晶体结构、纳米硬度和结合力进行了分析。实验结果表明，多层涂层由非晶态的AlTiCrNiTa和FCC的(AlTiCrNiTa)N组成，涂层纳米硬度随层数增加而先降后升，调制周期为20时达到52.31 GPa。此外，所有多层涂层与基底的结合强度均大于100 N。