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研究生： 翁稚惠
Weng, Chih-Hui
論文名稱： AlCrTaTiZr氮化物薄膜附著力與抗磨耗能力之研究
Study on Adhesion and Wear Resistance of (AlCrTaTiZr)N
指導教授： 林樹均
Lin, Su-Jien
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 材料科學工程學系
Materials Science and Engineering
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 89
中文關鍵詞： 硬質薄膜 、高熵合金 、濺鍍
外文關鍵詞： hard coating, high entropy alloy, sputter
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    • 本實驗以AlCrTaTiZr等莫耳五元高熵合金為靶材，利用射頻磁控反應式濺製備高熵合金氮化物硬質薄膜，固定基板溫度350 ℃，基板偏壓為-100 V，改變氮氣流率，在氮氣流率為20 % 時有一最高硬度（35 GPa）與最低殘餘壓應力值（1.5 GPa），因此選用氮氣流率20 % 的條件鍍製氮化物薄膜於M2以及WC-6 wt % Co基板上，以作為之後附著力量測與磨耗測試分析。為改善氮化物薄膜與基板間的附著力，嘗試加入不同的中間層（Ti、Cr、AlCrTaTiZr合金）並改變其中間層厚度，以找到最佳中間層厚度的條件。實驗結果顯示，Ti、Cr、AlCrTaTiZr合金三種中間層皆能大幅地改善氮化物薄膜於WC基板上的附著力，可將臨界荷重由45 N提升至80 N以上；而僅Cr中間層能有效地改善氮化物薄膜於M2基板上的附著力，使臨界荷重由21 N提升至41 N。對於1□□m的AlCrTaTiZr氮化物薄膜而言，Ti、AlCrTaTiZr中間層厚度100 nm 時表現出一最佳附著力，而Cr中間層厚度為200 nm附著力表現最好。在磨耗測試中，在與鉻鋼球磨耗的過程中並無黏料的情形發生，此現象與商用TiN、TiAlN薄膜有所不同，此為一有趣的現象。

    摘要 I 目錄 II 表目錄 IV 圖目錄 V 第一章 前言與研究目的 1 1-1 前言 1 1-2研究目的 2 第二章 文獻回顧 3 2-1 高熵合金 3 2-1-1 高熵合金的定義 3 2-1-2 高熵合金的特點 4 2-2 硬質薄膜之發展與研究 8 2-3 濺鍍 11 2-3-1 濺鍍原理 11 2-3-2 射頻濺鍍 (RF Sputtering) 12 2-3-3 磁控濺鍍 (Magnetron Sputtering) 12 2-3-4 反應式濺鍍 (Reactive Sputtering ) 12 第三章 實驗方法與步驟 15 3-1 實驗設計 15 3-2 材料準備 19 3-4 性質分析與量測 26 第四章 結果與討論 33 4-1 不同氮氣流率下之氮化物結構與性質 33 4-2 薄膜之附著特性 42 4-2-1 不同中間層對薄膜附著力的影響 47 4-2-2 不同中間層厚度對薄膜附著力的影響 53 4-3 薄膜之抗磨耗能力 69 4-3-1 AlCrTaTiZr氮化物薄膜不同中間層下之耐磨能力 69 4-3-2 AlCrTaTiZr氮化物薄膜之磨耗速率 78 第五章 結論 84 第六章 參考文獻 86

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