Si含量对CrSiN涂层结构和性能的影响

发布时间：2017-11-24 09:06

  本文关键词：Si含量对CrSiN涂层结构和性能的影响

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【摘要】：目的在室温条件下,采用物理气相沉积(PVD)磁控溅射沉积方法,通过控制Si靶功率制备具有不同Si含量的CrSiN涂层,以探究Si元素对涂层结构和性能的影响。方法通过X射线衍射、能谱仪测试、纳米压痕测试、维氏硬度压痕测试和摩擦磨损实验,分别评价CrSiN涂层的结构、硬度、韧性和耐磨性能,并通过扫描电子显微镜对压痕形貌进行分析。结果所有CrSiN涂层均呈(111),(200)取向的Na Cl结构。随着Si含量增加,XRD峰呈宽化趋势,晶粒细化效果明显。随Si元素的加入,CrSiN涂层硬度、模量和韧性均呈先增加后降低的趋势。相比Cr N涂层,Si的原子数分数为3.2%时,CrSiN涂层的硬度由21.4 GPa增至35.7 GPa,模量由337.7 GPa增至383.9 GPa,塑性指数由0.5增至0.55,实现了强韧一体化。加入Si元素,CrSiN涂层的耐磨损性能得到改善,且Si的原子数分数为3.2%,磨损率最低,为1.0×10~(-17)m~3/(N·m),提高了约一个数量级。结论 Si元素的加入可以有效改善CrSiN涂层的结构,提高CrSiN涂层的硬度、韧性和磨损性能,但需加入适量的Si,才可实现性能最优化。
【作者单位】： 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室;浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所;上海大学材料科学与工程学院;
【分类号】：TB306
【正文快照】： 物理气相沉积得到的纳米尺度硬质涂层兼具高硬度、高耐磨损和耐腐蚀性等优点,特别是二元过渡金属氮化物涂层(如Cr N,Ti N),这使其成为了硬质材料领域的研究热点[1—2],并在电子、机械、表面防护等领域具有很高的应用价值[3—12]。特别是Cr N硬质涂层,相对于Ti N涂层,硬度更高,

【共引文献】

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本文编号：1221702