图1 是不同MoS2 含量NiCrAlY/MoS2 复合薄膜的显微硬度。由于薄膜厚度较薄,测试的硬度为基体硬度和薄膜硬度的综合结果,即复合硬度。从图1 中可以看出,纯NiCrAlY 薄膜的显微硬度值最高,随着掺杂MoS2 含量的增多,复合薄膜的平均显微硬度依次降低。薄膜的硬度与薄膜的相组成和结构有关。薄膜的表面和截面SEM 形貌分析表明,NiCrAlY 薄膜最致密,因此NiCrAlY 薄膜的显微硬度最高;NiCrAlY/MoS2 复合薄膜中MoS2 的掺杂使得薄膜致密性降低,且软质相MoS2 在复合薄膜中的含量逐渐增加,因而NiCrAlY/MoS2 复合薄膜的显微硬度值随着MoS2 掺杂量的增加逐渐降低。

图1 不同MoS2 含量的NiCrAlY/MoS2 复合膜的显微硬度
图 2为NiCrAlY/MoS2 复合膜的压痕形貌。由图2 可以看出,纯NiCrAlY 薄膜的膜/基结合力最好,压痕边缘只有少量裂纹,没有起皱、剥落现象,结合力达到HF1 等级。MoS2 掺杂使NiCrAlY/MoS2 复合薄膜的结合强度有下降趋势,复合薄膜压痕边缘裂纹增多,但无剥落现象,膜/基结合力在HF1 级。由此可见,复合薄膜与镍合金基体具有良好的结合力。NiCrAlY 薄膜由金属相构成且晶粒细小、结构致密、孔洞少,所以薄膜整体韧性较好,与基体的结合良好;当MoS2 掺杂到NiCrAlY 薄膜时,薄膜中的晶粒长大,形成粗大的柱状晶,致密度降低,且薄膜中金属含量减少,也降低了薄膜的韧性,使得薄膜与基体结合力稍有降低,但复合薄膜与基体仍具有良好的结合强度,结合等级达到 HF1 级。

图2 不同MoS2 含量NiCrAlY/MoS2 复合膜的压痕形貌
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