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本研究采用多弧离子镀技术制备了不同金属组元配比的（ZrTiAl）N硬质反应膜,进而考查金属组元配比对（ZrTiAl）N硬质反应膜的相组成和硬度的影响规律。采用Zr、Ti50Zr50、Ti50Al50、Al60Ti40四种靶材两两组合,为保证（ZrTiAl）N膜层中Zr、Ti、Al组元含量配比的规律性变化,对膜层沉积过程中的阴极弧源靶电流、偏压、反应气体流量及沉积初始温度分别进行了设定。系统考察了（ZrTiAl）N膜层的成分、组织、相组成及机械性能,揭示了Zr/（Ti+Al+Zr）金属组元配比对膜层硬度的影响规律。通过扫描电镜进行（ZrTiAl）N膜层表面形貌和断面形貌观察及成分测定。X射线小角度衍射方法用于膜层相结构测试分析。采用VICKERS 402 MVD硬度仪测定膜层的表面硬度。使用WS-2005涂层附着力自动划痕仪测试膜层与基体的结合力。所制备的（ZrTiAl）N膜层保持了膜层表面形貌、断面形貌以及膜层厚度的一致性。（ZrTiAl）N膜层均为单一固溶体型（ZrTiAl）N面心立方相组成,具有单一的（111）面择优生长取向,其点阵常数随金属组元配比的变化基本符合Vegard定律。随着ZrN摩尔浓度的增加,（ZrTiAl）N膜层的晶格常数增加。与Vegard定律计算结果相比,晶格常数变化具有一致的规律性,但晶格常数试验值均高于Vegard定律计算值。在硬度方面,（ZrTiAl）N膜层的硬度不随着晶格常数的增大而单调变化,也不随着某种单一金属组元的变化而单调变化。随着Zr含量的上升,膜层有多个极值点,当Zr/（Ti+Al+Zr）原子比例为0.31和0.39时,膜层硬度出现极大值,分别为3500HV及3600HV;当Zr/（Ti+Al+Zr）原子比例为0.35和0.50时,膜层硬度出现极小值,分别为2200HV及2300HV。（ZrTiAl）N硬质膜层的划痕测试研究表明,本研究所制备膜层的结合力稳定保持在80N左右,且偏压、电流的调整,对（ZrTiAl）N膜层的结合力的影响并不大。