《表2 TiAlSiN涂层截面TEM-EDS成分分析结果》

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《基底偏压对磁控溅射TiAlSiN涂层微观结构、力学性能及摩擦学性能的影响》

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图5为纳米压痕测得的不同偏压下沉积的TiAlSiN涂层的硬度（H）和弹性模量（E）。从图5中可以看出，TiAlSiN涂层的硬度和弹性模量均随基底偏压的增加而增大。对于TiAlSiN-40涂层，其硬度和弹性模量分别为27.6 GPa和360.0 GPa；TiAlSiN-80涂层的硬度和弹性模量最高，分别为34.1 GPa和378GPa。这种力学性能的提高与晶粒细化引起的强化效应有关。在图1的XRD图谱中，TiAlSiN-40和TiAlSiN-50涂层中均出现fcc-AlN相；随着基底偏压的进一步增大，离子轰击效应和到达基体表面的粒子能量更强，粒子的迁移率更高，利于Al原子的扩散而形成fcc-TiAlN固溶体结构[13-14]。另外，磁控溅射镀膜通常会在涂层中引入压应力，且其随基底偏压的增大而增大。有研究表明，涂层中的压应力对涂层硬度性能的提高有着积极贡献[15-16]。在压应力、固溶强化及经典Hall-Petch效应共同作用下，具有细晶、单相结构的致密TiAlSiN-80涂层具有最佳的力学性能[17-18]。