Tribo-mechanical properties of CrNbTiMoZr high-entropy alloy film synthesized by direct current magnetron sputtering
Tribo-mechanical properties of CrNbTiMoZr high-entropy alloy film synthesized by direct current magnetron sputtering
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直流磁控溅射CrNbTiMoZr高熵合金薄膜的摩擦力学性能
DOI：
10.1016/j.surfcoat.2020.126374
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发表时间：
2020-12
影响因子：
5.4
通讯作者：
Huang Weijiu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Junjun;Kuang Shaofu;Yu Xu;Wang Linqing;Huang Weijiu
高熵合金薄膜的沉积工艺参数对薄膜的微观结构有着重要的影响。因此，这些参数成为研究的热点。采用直流磁控溅射法，在不同衬底偏压下，在硅片和304不锈钢上制备了CrNbTiMoZr非晶或纳米晶固溶体高熵合金薄膜。研究了薄膜的微观结构和摩擦学性能。结果表明，随着衬底偏压的增加，薄膜的微观结构由柱状结构向无特征结构转变。在纳米压痕测试中，在-150 V下沉积的膜表现出最高的硬度，为9.7 GPa。然而，CrNbTiMoZr薄膜在低偏压下显示出优异的摩擦学性能。总体而言，我们的研究结果可以指导其他新型高熵合金薄膜的设计。
The deposition parameters of high-entropy alloy films significantly influence their performance due to effective control of their microstructure. Thus, these parameters have become a research hotspot. In this study, CrNbTiMoZr high-entropy alloy films of amorphous or nanocrystalline solid solution were synthesized by direct current magnetron sputtering on silicon wafers and 304 stainless steel under different substrate bias voltages. The films' microstructure and tribo-mechanical properties were studied in detail. Results showed that the microstructure of films transformed from columnar structure to featureless with increased substrate bias voltage. In the nanoindentation test, the film deposited at −150 V exhibited the highest hardness of 9.7 GPa. Nevertheless, the CrNbTiMoZr films displayed excellent tribological properties under low bias voltage. Overall, our findings can guide the design of other novel high-entropy alloy films.
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Du-Cheng Tsai;Z. Chang;Bing-Hau Kuo;Shou-Yi Chang;F. Shieu
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