非平衡磁控溅射W掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究.pdf

非平衡磁控溅射 W 掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究林颖聪1,2，梁爽2，代伟1，林海天2，王启民1*（1.广东工业大学机电工程学院，广州510006；2.广东华升纳米科技股份有限公司，广东东莞523819）摘要：为了研究 W 掺杂对类金刚石薄膜性能的影响，采用非平衡磁控溅射方法，通过改变 WC 靶功率，在YG6 硬质合金基体上制备了 5 组不同 W 原子百分数（0%14%）的含氢类金刚石薄膜（a-C:H:W）。用扫描电镜分析了薄膜的形貌，用拉曼光谱分析了薄膜的微观结构，分别用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损试验仪测试了薄膜的纳米硬度、膜基结合力和摩擦学性能。结果表明，a-C:H:W 薄膜表面为丘状颗粒，随着 WC 靶功率的增加，颗粒尺寸先减小后增加；W 掺杂可促进薄膜的石墨化；W 原子百分数为 4%的薄膜的临界划痕力 Lc2 值达到 78.28N，磨损率为 5.8108mm3/（Nm），摩擦因数为 0.09。关键词：磁控溅射；DLC 薄膜；元素掺杂；表面形貌；结合力中图分类号：TG174.444文献标志码：A文章编号：10067086（2024）02011207DOI：10.12446/j.issn.1006-7086.2024.02.002Preparation and Properties of W-doped Diamond-like Carbon Films by Unbalanced Magnetron SputteringLIN Yingcong 1,2，LIANG Shuang 2，DAI Wei 1，LIN Haitian 2，WANG Qimin 1*（1.School of Electromechanical Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou510006，China；2.Guangdong Huasheng Nanotechnology Co.，Ltd，Dongguan523819，Guangdong，China）Abstract：InordertostudytheeffectofWdopingonthepropertiesofdiamond-likecarbonfilms，fivegroupsofhydro-genateddiamond-likecarbonfilms（a-C:H:W）withdifferentWatomicpercentage（0%14%）werepreparedonYG6ce-mentedcarbidesubstratebyunbalancedmagnetronsputteringmethodbychangingthepowerofWCtarget.Thesurfacemor-phologyofthefilmwasanalyzedbyscanningelectronmicroscopy.ThemicrostructureofthefilmswasanalyzedbyRamanspectroscopy.The nano-hardness，adhesion and tribological properties of the film were characterized by nanoindenter,scratchtesterandtribometer.Theresultsshowthatthesurfaceofa-C:H:Wfilmismoundparticles，withtheincreaseofWCtargetpower，theparticlesizedecreasesfirstandthenincreases，thedegreeofgraphitizationofthefilmincreaseswiththein-creaseofthedopingamount，thecriticalscratchforceLc2valueofthefilmwith4%Wdopingatompercentagereaches78.28N，thewearrateis5.8108mm3/Nm，andthefrictioncoefficientis0.09.Key words：magnetronsputtering；DLCfilms；elementdoping；surfacetopography；adhesiveforce0引言类金刚石薄膜（diamond-likecarbon，DLC）主要由金刚石结构的 sp3杂化碳原子和石墨结构的 sp2杂化碳原子相互混杂的三维网络构成，通常为非晶态或非晶-纳米晶复合结构1。DLC 薄膜具有高硬度、优异的化学稳定性、良好的生物相容性和力学收稿日期：2023-07-25基金项目：广东省自然科学基金（2021A1515011921）作者简介：林颖聪，硕士研究生，主要从事类金刚石薄膜研究。E-mail：通信作者：王启民，教授，博士生导师，主要从事先进 PVD 涂层刀具研究。E-mail：引文信息：林颖聪，梁爽，代伟，等.非平衡磁控溅射 W 掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究J.真空与低温，2024，30（2）：112118.LINYC，LIANGS，DAIW，etal.Preparationandpropertiesofw-dopeddiamond-likecarbonfilmsbyunbalancedmag-netronsputteringJ.VacuumandCryogenics，2024，30（2）：112118.真空与低温第 30 卷第 2 期112VacuumandCryogenics2024年3月及摩擦学性能，广泛用于电子元件和机械零部件、工具和模具的保护2。但实际应用中 DLC 薄膜的内应力较高，可高达 10GPa3，导致膜基结合力低、热稳定性较差，影响其实用价值。为了降低 DLC薄膜的内应力，提高其热稳定性，目前采取的方法有添加过渡层4-5、形成多层结构6-7、掺杂异质元素8、退火处理9-10等。W 作为一种典型的碳化物形成相金属，容易与碳结合形成 WC 或 W2C 晶体，碳化钨晶体的扩散率低，热稳定性高。研究11-14表明，在一定含量范围内，W 掺杂是提高 DLC 薄膜机械强度、韧性、热稳定性和氧化稳定性的有效途径。同时，a-C 和 a-C:Me 薄膜的高度氢化也有利于降低薄膜的残余应力和摩擦因数，防止薄膜从基体上剥落或分层，提高自润滑性能15-17。本文采用非平衡磁控溅射技术，在硬质合金基体表面沉积a-C:H:W，研究 W 掺杂量对薄膜力学性能的影响。希望通过优化 W 掺杂量，制备出具有优良综合力学性能的 a-C:H:W 薄膜，指导薄膜的工程化应用工艺设计。1试验方法1.1薄膜制备采用广东华升纳米科技股份有限公司的DLC800设备沉积薄膜。用该设备可以进行阴极电弧镀、非平衡磁控溅射镀、等离子增强化学气相沉积及复合镀膜。设备的真空室四周配有 4 个矩形磁控溅射靶位，分别装有高纯度的 Cr、WC 和 C 靶，如图 1 所示，使用永磁体磁场实现非平衡磁控溅射镀膜，真空室顶部装有 1 个霍尔离子源。以 YG6 硬质合金块以及不锈钢应力片为基体材料，用金属清洁剂和去离子水洗去表面油污后在无水乙醇中超声清洗 15min，风干后固定于真空室内的样品架上，保持样品与阴极靶呈正对向放置，样品架转动方式为自转加公转。镀膜前对真空室预抽气至压力为0.2Pa，加热室内温度至 120，用霍尔离子源分别在 H2和 Ar 气氛下对样品进行表面活化以及刻蚀清洗，去除基体表面杂质，以增强薄膜的附着力。先沉积 Cr 附着层，再通过程序控制线性减小 Cr 靶功率、线性增大 WC 靶和 C 靶功率形成成分梯度过渡层，改变 WC 靶功率，控制顶层 a-C:H:W 薄膜中 W 的原子百分数。调整沉积时间将薄膜总厚度控制在 1.3m 左右，其中过渡层厚度为 0.3m，a-C:H:W 厚度为 1m。沉积温度为 135。沉积参数如表 1 所列。NNSCNNSCNSSCrNSSWC图 1设备示意图Fig.1Equipmentschematicdiagram表 1顶层 a-C:H:W 薄膜制备工艺参数Tab.1Preparation process parameters of a-C:H:W films镀膜参数数值真空度/Pa0.4Ar/C2H2气压比75/35C靶功率/W5000WC 靶功率/W0、500、1000、2000、30001.2薄膜性能表征用扫描电镜（FESEMSigma300，Zeiss，Germa-ny）表征薄膜截面形貌，用其附带的能谱仪（EDS）分析元素组成；用拉曼光谱仪（LabRAMHREvolu-tion，HORIBAJobinYvon，France）表征薄膜材料内部键合结构，激光波长为 532nm，采集范围为 7002000cm1；使用 X 射线衍射仪（D8ADVANCE，Bru-ker，Germany）分析样品的物相，采用掠入角衍射模式，扫描范围为 2580（2）；用纳米压痕测试仪（NHT3，AntonPaar，Switzerland）测量薄膜的弹性模量与硬度，保持压入深度为薄膜厚度的 10%左右；使用大载荷划痕测试仪（RST3，AntonPaar，Switzer-land）测试薄膜与基底的结合力，划痕长度为 3mm，滑动速度为 6mm/min，最大载荷 100N，以 Lc2 值，即薄膜开始崩落为评价标准；使用薄膜应力仪（FST1000，SuPro，China）测量薄膜的残余应力；使用摩擦磨损试验仪（MS-T3001，华汇仪器，China）研究薄膜的摩擦因数，摩擦对偶为 6mm 直径的 GCr15球，载荷 5N，旋转半径 3.0mm，转速 200r/min，时间120min；使用探针式表面轮廓仪（DektakXT，Bruker，Germany）测量磨痕的横截面曲线，计算薄膜的磨损率。林颖聪等：非平衡磁控溅射 W 掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究1132结果与分析2.1薄膜表面形貌以及成分表征图 2 为 5 组样品的 SEM 表面微观形貌。从图中可以看出，所有表面均呈现出丘状颗粒形貌。随着WC 靶功率的增加，颗粒尺寸先变大，后减小再变大，这与 Mates 等18、Vengudusamy 等19、Wang 等20制备的薄膜的表面形貌类似。其原因可能是，沉积过程中 C2H2分子被解离为 C、CH、CH2、C2和 C2H等不同能量的基团16，在低的靶功率下，气体离化程度较低，产生的大量低能粒子吸附在生长表面形成粗大的柱状结构，降低了薄膜的致密性21。随着靶功率增大，WC 比例上升，颗粒变大。（a）0 W（b）500 W（c）1 000 W（d）2 000 W（e）3 000 W500 nm500 nm500 nm500 nm500 nm图 2不同 WC 靶功率下 a-C:H:W 薄膜的表面形貌Fig.2Surfacetopographiesofa-C:H:WfilmsatdifferentWCtargetpower图 3（a）为不同靶功率下 W 原子百分数以及薄膜的沉积速率。随着 WC 靶功率增加，W 的原子百分数和薄膜的沉积速率上升，符合预期结果。005101520255001 000WC 靶功率/WW 原子百分数/%W 原子百分数沉积速率W 原子百分数G 峰位置沉积速率/（mmh1）2 0003 0007501 000拉曼漂移/cm12/()相对强度相对强度1 2501 750DGW:0%W:2%W:4%W:8%W:14%W:14%WC1XCr3C7(111)(200)(220)(311)(151)(081)W:8%W:4%W:2%W:0%1 5002 0002530354045505560657075805006007008009001 00000.60.81.01.21.424W 原子百分数/%ID/IGG 峰位置/cm18141 5451 5501 5551 5601 5651 5701 5751 580（a）不同 WC 靶功率的薄膜中 W 的原子百分数及薄膜沉积速率（c）不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的 ID/IG 比和G 峰位置高斯拟合结果（b）不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的拉曼谱图（d）不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的 XRD 图谱图 3薄膜成分表征Fig.3Filmcompositioncharacterization114真空与低温第30卷第 2 期为了表征不同 W 原子百分数的 a-C:H:W 薄膜的微观结构，利用拉曼光谱研究了原子键结构，如图 3（b）（c）所示。在 10001800cm1范围内，a-C:H:W 薄膜的谱图与典型的 DLC 类似，由两个分别位于 1350cm1、1580cm1的 D 峰和 G 峰组成，其中 D 峰由碳环中的 sp2原子呼吸振动模式产生，G 峰由碳环或长链中所有 sp2原子对的拉伸运动产生，ID/IG的强度比本质上为 sp2碳环（即石墨团簇）的尺寸和数量，可用于定性估算 sp3杂化键的含量，即 ID/IG越小薄膜内 sp3含量越多22。G 峰位置与薄膜内有序石墨组分相关20，G 峰位置上移表明薄膜内石墨组分增多23-24。从图 3（c）可知，当 W 的原子百分数 0%提高至 2%时，ID/IG比值和 G 峰位置分别从 0.75、1547.32cm1变化至 0.91、1554.26cm1，说明 WC 的掺杂促进了薄膜的石墨化。WC 或W2C 的形成减少了非晶碳网络中 C 配位原子数，配位原子数量的减少及局部原子密度的降低导致无定形碳网络中 sp2杂化键含量增加。随着掺杂量的进一步增加，ID/IG比值呈先下降后上升，再下降的趋势。分析其原因是 H、W 含量的互相影响所致：随着 WC 靶功率增加，乙炔离化率提高，薄膜中 H 含量的增加影响了 C 键，增加 sp3杂化 C 原子的 比 例 导 致 峰 值 比和 G 峰 位 置 下 降15。根 据Kurlov25的 WC 二元体系广义相图可知，1250以下的热力学稳定相主要为体心立方钨、六方WC 以及石墨。由于拉曼光谱对 WC 相内的 C 不敏感20，因此，随着薄膜中 W 含量的增加，谱峰强度快速衰减，D 峰增强，符合图 3（b）所示结果。图 3（d）为 2580区域内 5 组薄膜的 XRD 图谱，在 W 原子百分数分别为 4%、8%和 14%的薄膜中都观察到了位于 37.5的不对称峰和宽峰，此衍射峰对应-WC1x（111）平面和晶格缺陷。也有报道26称，含有纳米晶-WC1-x薄膜的 XRD 图谱的特点是 3040处有较宽的衍射峰，而在 W 原子百分数为 2%的样品中没有检测出明显的 WC1x相，说明在低掺杂下，W 元素主要以原子形式存在。位于 44以及 64处的衍射峰为 Cr7C3化合物27，随着 W 含量的增多，峰强度下降，猜测为 W 掺杂导致 XRD 穿透减弱，无法探测到过渡层 CrC 峰所致，与文献报道结果一致28。2.2薄膜力学性能图 4 为不同 W 原子百分数的 a-C:H:W 薄膜的纳米硬度、弹性模量和残余应力。随着 W 的原子百分数增加，薄膜的硬度变化趋势符合拉曼光谱的 ID/IG比值变化，其中 W 为 0%样品的硬度最小，为16.99GPa，W 为 8%样品的硬度最大，为 19.17GPa；随着 W 含量的增加，薄膜的弹性模量单调增加，从152.03GPa 增大至 206.49GPa；残余压应力先上升后下降，当 W 原子百分数为 2%时，有最大值 2.94GPa，W 原子百分数为 14%时，下降至 1.26GPa。这是因为随着 W 含量的继续增大，W 原子出现偏析，形成无定形 WC1x相，使残余应力增加。而当形成纳米 WC1x晶时，残余压应力又逐渐减小，薄膜的硬度也随之增大29。340320300280260240220200180160140120012345624222018161412100纳米硬度/GPa纳米硬度弹性模量残余应力残余应力/GPa弹性模量/GPa24W 原子百分数/%814图 4不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的硬度、弹性模量和残余应力Fig.4Hardness，elasticmodulusandresidualstressofa-C:H:WatdifferentWcontent图 5 为 5 组不同 W 原子百分数样品的划痕形貌。由图可见，W:4%的样品有最大的Lc2 值78.28N，而且直至最大载荷，薄膜仍未划穿，有着良好的韧性；W:2%样品的残余压应力最大，结合力也较差，为 37.35N。理论上，残余压应力越低，薄膜的结合力越高，但是在 W 含量高的 a-C:H:W中，硬质 WC晶粒的产生会导致薄膜硬脆性增加，这种薄膜的残余应力虽然低，结合力也变差。W:0%,Lc2:62.30 NW:2%,Lc2:37.35 NW:4%,Lc2:78.28 NW:8%,Lc2:31.70 NW:14%,Lc2:35.96 N图 5不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的划痕形貌Fig.5Scratchmorphologyofa-C:H:WfilmsatdifferentWcontent2.3薄膜的摩擦性能图 6 为不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的常温摩擦因数曲线。按照 W 原子百分数从低到高的林颖聪等：非平衡磁控溅射 W 掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究115顺序，5 组样品的稳定摩擦因数分别为 0.19、0.17、0.09、0.13、0.14。可以看出，W 元素的加入大幅度降低了薄膜的摩擦因数。0.2010 20 30 40 50时间/min摩擦因数60W:0%W:2%W:4%W:8%W:14%70 80 90 1001101200.40.60.81.0图 6不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的摩擦因数曲线Fig.6Frictioncoefficientcurvesofa-C:H:WfilmsatdifferentWcontent图 7 为 5 组薄膜的磨痕形貌及磨屑成分。从图 7（a）可以看出，W 为 0%样品的磨痕最宽，薄膜硬度和弹性模量最低，说明加载受压后，样品与摩擦对偶的接触面积增大，导致较高的摩擦因数；W为 2%的样品虽然硬度较高，但其粗糙的表面（见图 2）以及最大的残余应力使得摩擦过程中更容易被磨损；W 含量更高的样品表面较为平整均匀，摩擦曲线稳定，其中 W 为 4%的样品有最小的磨损率5.8108mm3/（Nm），如图8 所示。从图7 的磨痕形貌以及磨屑成分分析可看出，掺杂后的样品均有明显的犁沟现象，为典型的磨粒磨损形貌，且随着薄膜内 W含量增加，犁沟加深，磨痕宽度和磨屑颗粒尺寸增加。这是由于 W 原子过多时，薄膜内形成了较多的硬质WC1-x颗粒（见图 3（d），使薄膜中的非晶碳相的比率降低，同时加剧了摩擦过程中氧化物26的生成所造成的。因此，随着薄膜中 W 含量的增加，磨屑中 W 和 O 的原子百分数逐渐上升，而硬质颗粒的生成使得石墨层在摩擦过程中被切削掉而无法形成稳定的转移膜，因此薄膜的磨损率进一步升高。（a）W:0%（b）W:2%（c）W:4%（d）W:8%（e）W:14%（f）W:0%80 m80 m80 m80 m80 m5 m5 m5 m5 m5 m（g）W:2%（h）W:4%（i）W:8%（j）W:14%C:61.46%Fe:11.31%W:0%W:0.89%W:6.37%W:12.54%W:16.87%O:23.36%Cr:3.87%C:69.39%Fe:11.31%O:16.77%Cr:3.03%C:43.08%Fe:10.77%O:37.82%Cr:1.95%C:44.39%Fe:8.21%O:40.43%Cr:2.09%C:33.02%Fe:0.36%O:49.47%Cr:3.87%图 7不同 W 原子百分数 a-C:H:W 薄膜的磨痕形貌及磨屑成分Fig.7Weartrackprofilesanddebrischaracterizationofa-C:H:WatdifferentWcontent00123451072W 原子百分比/%磨损率/(mm3N1m1)4814图 8不同 W 原子百分数下 a-C:H:W 薄膜的磨损率Fig.8Wearratesofa-C:H:WatdifferentWcontent3结论本文采用非平衡磁控溅射方法，通过改变 WC靶功率调控薄膜中 W 原子百分数，制备了掺 W 的含氢类金刚石薄膜 a-C:H:W。分析了 5 组不同 W原子百分数（0%14%）薄膜的结构、力学以及摩擦学性能。（1）从拉曼光谱以及 XRD 分析可知，随着 W原子百分数的增加，薄膜中形成了 WC1x相，减少了非晶碳网络中 C 配位原子数，促进了薄膜的石墨化。（2）随着 W 含量的增加，薄膜的纳米硬度和弹性模量增加，残余应力先上升后下降，当 W 原子百116真空与低温第30卷第 2 期分数为 4%时，薄膜与基体结合最好，Lc2 值为78.28N。（3）W 元素的加入降低了薄膜的摩擦因数，掺杂后薄膜的磨损机制主要为磨粒磨损。随着 W 原子百分数增加，磨痕宽度增大，犁沟加深加宽。W原子百分数为 4%时，薄膜的摩擦因数和磨损率最小，分别为 0.09 和 5.8108mm3/Nm。参考文献：薛群基，王立平.类金刚石碳基薄膜材料 M.北京：科学出版社，2012.1VETTERJ.60yearsofDLCcoatings：historicalhighlightsandtechnicalreviewofcathodicarcprocessestosynthesizevariousDLCtypes，andtheirevolutionforindustrialapplica-tionsJ.SurfaceandCoatingsTechnology，2014，257：213240.2SHEEJAD，TAYBK，LAUSP，etal.Tribologicalproper-tiesandadhesivestrengthofDLCcoatingspreparedunderdifferent substrate bias voltagesJ.Wear，2001，249（5）：433439.3CHENX，PENGZ，FUZ，etal.Microstructural，mechanicalandtribologicalpropertiesoftungsten-graduallydopeddia-mond-likecarbonfilmswithfunctionallygradedinterlayersJ.SurfaceandCoatingsTechnology，2011，205（12）：36313638.4DUMINICAFD，BELCHIR，LIBRALESSOL，etal.Inves-tigation of Cr（N）/DLC multilayer coatings elaborated byPVDforhighwearresistanceandlowfrictionapplicationsJ.SurfaceandCoatingsTechnology，2018，337：396403.5LINY，ZHOUZ，LIKY.Improvedwearresistanceathighcontactstressesofhydrogen-freediamond-likecarboncoat-ings by carbon/carbon multilayer architectureJ.AppliedSurfaceScience，2019，477：137146.6LINY，ZIAAW，ZHOUZ，etal.Developmentofdiamond-likecarbon（DLC）coatingswithalternatesoftandhardmul-tilayerarchitectureforenhancingwearperformanceathighcontact stressJ.Surface and Coatings Technology，2017，320：712.7孙德恩，董洪铭，ZHANGS，等.元素掺杂类金刚石碳膜降内应力研究综述 J.表面技术，2018，47（6）：95-103.8王林青，周永涛，王军军.退火处理对 DLC 薄膜结构及摩擦学性能的影响 J.表面技术，2019，48（2）：133138.9BOGHEM.CarboncoatingsfortransmissioncomponentsJ.GearSolutions，2010，8（90）：4855.10YUW，HUANGW，WANGJ，etal.Compositionaldesignofdiamond-likecarbonfilmfortribologicalperformanceatelevated temperature：Si and W co-dopingJ.Journal ofNon-CrystallineSolids，2022，576：121281.11WANGL，LIUY，CHENH，etal.Modificationmethodsofdiamondlikecarboncoatingandtheperformanceinma-chining applications：a reviewJ.Coatings，2022，12（2）：224.12HAUS L，WILDFEUER M，GROCHOWSKI J E，et al.Wear properties of carbon-rich tungsten carbide filmsJ.Wear，2022，488/489：204146.13LIZ，ZHANGH，HEW，etal.Tribologicalperformanceofa novel wide-temperature applicable a-C/（WC/a-C）filmagainst M50 steelJ.Tribology International，2020，145：106189.14MAKOWKAM，PAWLAKW，KONARSKIP，etal.Hy-drogencontentinfluenceontribologicalpropertiesofnc-WC/a-C：H coatingsJ.Diamond and Related Materials，2016，67：1625.15LOFAJF，KABTOVM，KLICHM，etal.Thecompari-sonofstructureandpropertiesinDCmagnetronsputteredandHiPIMSW-C：Hcoatingswithdifferenthydrogencon-tentJ.CeramicsInternational，2019，45（7）：9502-9514.16LOFAJF，KABTOVM，KVETKOVL，etal.Theef-fectsofdepositionconditionsonhydrogenation，hardnessandelasticmodulusofW-C：HcoatingsJ.JournaloftheEuropeanCeramicSociety，2020，40（7）：27212730.17MATEST，POLEKJ，MAREP，etal.GrowthdefectsinWC：HlayersfortribologicalapplicationsJ.Vacuum，2020，178：109372.18VENGUDUSAMYB，GREENJH，LAMBGD，etal.In-fluenceofhydrogenandtungstenconcentrationonthetri-bologicalpropertiesofDLC/DLCcontactswithZDDPJ.Wear，2013，298/299：109119.19WANGW，PELENOVICHVO，YOUSAFMI，etal.Mi-crostructure，mechanicalandtribologicalpropertiesofWC/a-C：H coatings deposited by cathodic arc ion-platingJ.Vacuum，2016，132：3139.20闫明明，剡珍，王新宇，等.C2H2/Ar 流量比对 a-C：H 涂层结构及摩擦学性能的影响 J.摩擦学学报，2022，42（3）：588597.21CASIRAGHIC,FERRARIAC,ROBERTSONJ.RamanspectroscopyofhydrogenatedamorphouscarbonsJ.Physi-calReviewB，2005，72（8）：085401.22林颖聪等：非平衡磁控溅射 W 掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究117PARKSJ,LEEK-R,KOD-H,etal.Microstructureandmechanical properties of WCC nanocomposite filmsJ.DiamondandRelatedMaterials，2002，11（10）：17471752.23ABADMD,MUOZ-MRQUEZMA,ELMRABETS,etal.TailoredsynthesisofnanostructuredWC/a-Ccoatingsby dual magnetron sputteringJ.Surface and CoatingsTechnology，2010，204（21）：34903500.24KURLOVAS，GUSEVAI.PhaseequilibriaintheW-Csystem and tungsten carbidesJ.Uspekhi Khimii，2006，75（7）：687708.25VOEVODIN A A，ONEILL J P，PRASAD S V，et al.NanocrystallineWCandWC/a-Ccompositecoatingspro-ducedfromintersectedplasmafluxesatlowdepositiontem-peraturesJ.JournalofVacuumScience&TechnologyA，261999，17（3）：986992.YANGYS，HUANGWY.Phaseevolutionandmechani-calpropertiesofCr-Ccoatingsdepositedbyreactiveunbal-ancedmagnetronsputteringprocessJ.AdvancedMateri-alsResearch，2013，690/693：21552170.27PUJ，HED，WANGL.EffectsofWCphasecontentsonthe microstructure，mechanical properties and tribologicalbehaviorsofWC/a-CsuperlatticecoatingsJ.AppliedSur-faceScience，2015，357：20392047.28WANGAY，AHNHS，LEEKR，etal.Unusualstressbe-haviorinW-incorporatedhydrogenatedamorphouscarbonfilmsJ.AppliedPhysicsLetters，2005，86（11）：2740.29（责任编辑：任妮）118真空与低温第30卷第 2 期