W含量对Ti1-xWxN复合膜的微结构、力学性能和摩擦性能的影响

采用射频反应磁控溅射技术制备一系列不同W含量的TiWN复合膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、摩擦磨损仪等对TiWN复合膜微结构、力学性能和摩擦性能进行表征。结果表明：当W含量为10.19%时，TiWN复合膜呈fcc结构的TiWN相和Ti相双相结构；当W含量为25.42%时，复合膜中除TiWN相和Ti相，还出现了Ti2N新相；而当W含量为35.29%时，Ti相消失，W2N和β-W新相生成；当W含量增加到46.91%时，薄膜由TiWN, Ti2N, W2N和β-W相组成。随W含量的增加，薄膜硬度先升高后降低，室温摩擦因数和磨损率先减小后增大。W含量为35.29%时，硬度达到最大值，为30.67 GPa，室温摩擦因数和磨损率达到最小值，分别为0.531和3.662×10-8 mm2N-1。随温度升高，薄膜的摩擦因数先增大后减小，当温度升至800℃时，摩擦因数降至最低，为0.397。