轰击离子能量对V 2 AlC MAX相涂层结构及力学性能的影响

采用物理气相沉积(PVD)磁控溅射沉积方法，通过改变轰击离子能量制备高密度的V2AlC涂层，并探究不同轰击离子能量对涂层结构和性能的影响。利用能谱仪测试、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、原子力显微镜对涂层的化学组成、相结构、表面与截面形貌进行分析，同时利用纳米压痕测试评价V2AlC涂层力学性能。结果表明，提高轰击离子能量从15 eV到35 eV可以有效使得V2AlC涂层致密化，且降低涂层表面粗糙度~50% (从~20.2 nm到~11.9 nm)，同时提高涂层的硬度~50% (从~14 GPa到~21 GPa)，与杨氏模量~20% (从~309 GPa到~363 GPa)。但当轰击离子能量升高到50 eV时，Al元素含量急剧下降，涂层由V2AlC相转变为V2C与VC多相混合。轰击离子能量的提高有效改善V2AlC涂层的结构，提高V2AlC涂层的硬度，杨氏模量，但需控制轰击离子能量改变范围才可实现结构与性能最优化。