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本文针对Ti6Al4V摩擦磨损性能差,对粘着磨损和微动磨损敏感等问题,利用闭合场非平衡磁控溅射技术在Ti6Al4V基体表面制备了耐磨性能优良的Cr1-xAlxN硬质薄膜,研究分析了Al的含量对薄膜结构、形貌、力学性能以及摩擦磨损性能的影响。为了消除薄膜与基体界面处结构突变,减小界面处的内应力,增加薄膜与基体的结合强度,本文对薄膜进行了结构设计,首先在基体表面依次沉积了Cr和CrN两层较薄的过渡层,然后进行了Cr1-xAlxN薄膜的稳定沉积,并且通过改变Al靶溅射功率来调节Cr1-xAlxN薄膜中的Al原子百分含量。XRD、SEM和STM结果表明,随Al靶功率的增大,薄膜中的Al含量不断增多。当Al靶功率增加到5kW时,Al含量达到0.57 at. %。随Al含量增加薄膜呈不断晶化趋势。当x=0时,薄膜为非晶态;当x=0.57时,薄膜呈现Cr(Al)N(111)择优取向。并且随Al含量增加薄膜表面颗粒呈长大趋势,但表面趋于致密平整,粗糙度均低于6.574nm;通过球磨仪测量薄膜的厚度,随Al含量增加,薄膜在2.01?m至4.18?m区间内不断增厚。纳米显微硬度测试表明,薄膜硬度及弹性模量在x=0.57时达到最大值,分别为21.57GPa和218.97GPa,分别比x=0时的CrN薄膜的高出85.79%和22.08%;粘结拉伸法测定膜基结合强度均分布在34MPa~38MPa内,结合强度较高。通过Cr1-xAlxN薄膜与WC球对磨,测试结果表明,当x=0、0.35、0.46时,对磨初期便失效破裂,加剧了基体的磨损;当x=0.48、0.57时,摩擦系数起伏较小,稳定在0.3左右,磨痕光滑平整,仅有由滑擦作用造成的少量的质量损失,磨损率较低,仅为10-8g·r-1·N-1左右,提高了基体的耐磨性。