第十五届全国表面工程大会

过渡金属二硼化物兼高硬度、高耐磨性、高热稳定性以及优于其它陶瓷材料的导电性等有点，被广泛应作刀具和临极端工况零部件硬质防护涂层。传统磁控溅射沉积制备的二硼化物薄膜，如TiB₂，普遍存在B元素过量的问题（B/TM > 2），形成nc-TiB₂/a-B结构。这一结构为磁控溅射TiB2薄膜带来硬度提升，同时韧性和抗氧化性的不足。基于团队前期对非晶多组元合金（MPEA）薄膜的成果，本研究采用HiPIMS-MPEA和dcMS-TiB₂共溅射的涂层制备方法，将TiB₂晶间a-B相重构为亚稳a-(Ti,MPEA)B_x相，实现了涂层硬度和韧性的协同提升，结合第一性原理计算，探讨了涂层多主元掺杂和纳米/非晶异质结构对强韧化的协同作用。进一步采用BP-HiPIMS提高MPEA靶溅射离子的轰击能量，实现了薄膜跨尺度缺陷结构的原位制备和涂层的超硬化。本研究为基于离子轰击的二硼化物化物涂层微结构和力学性能调控提供理论基础。
 

HiPIMS；TiB2薄膜；多主元合金；薄膜结构；力学性能