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CrN薄膜具有高硬度、高耐磨性、优良的抗腐蚀性能以及高温抗氧化性能。因此被广泛应用于工件模具的防腐保护涂层和硬质合金切削刀具的耐磨涂层等方面。然而随着现代科技的迅猛发展,工业制造工艺的进步和零件使用环境的拓展,传统的CrN薄膜涂层已经不能满足需求。因此寻求改性CrN薄膜已经成为现代工业的迫切需要。在CrN薄膜中掺入C、Si元素可以使C、Si原子固溶在CrN晶格中形成了不同于CrN的结构,显著降低膜层的摩擦系数,提高镀膜工件的摩擦学性能。关于CrCN复合薄膜的研究,国内外的研究较少。而且他们主要是采用电弧离子镀和磁控溅射的方法来制备CrCN复合薄膜。还未有人提及利用磁过滤阴极弧的方法来制备CrCN纳米复合薄膜。磁过滤真空阴极弧沉积的原理是通过阴极弧放电作用将阴极靶材料电离成为等离子体,然后通过弯曲弧磁过滤器将等离子体中的大颗粒以及中性粒子滤除,从磁过滤器中引出的纯净等离子体受基底上所加负偏压的作用在电势差的作用下加速轰击基体,使得膜层组分离子沉积到基底上。该方法可以获得膜层致密,性能优异的薄膜。本文通过磁过滤阴极弧沉积系统,调节制备参数,分别在Si(100)以及SUS304不锈钢基底上制备出了CrCN薄膜。然后对CrCN薄膜采用X射线衍射(XRD)、场发射电子显微镜(FESEM)、扫描探针显微镜(SPM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机等设备进行了成分、结构及性能研究。结果显示:(1)在乙炔和氮气比例固定在1:1,改变混合气体总流量时,CrCN复合薄膜主要由CrN、Cr3C2和C-C构成;CrCN复合薄膜的表面粗糙度主要与通入的气体流量有关,通入的气体流量越大,薄膜的表面粗糙度越大。(2)在乙炔和氮气混合气体总流量固定在100sccm,改变混合气体中乙炔和氮气的比例时,随着混合气体中乙炔比例的升高,薄膜的结构由短粗的柱状晶逐渐转变为非晶结构;随着乙炔在混合气体中的比例增加,薄膜中的C出现sp3-C杂化结构。(3)通过对固定气体流量在100sccm的样品的性能测试显示,当乙炔气体比例为20%时,薄膜的硬度和弹性模量分别高达23.97GPa和229.6GPa;在乙炔气体比例为30%时,薄膜的摩擦系数低到0.39。