纳米多层结构实现硬质薄膜韧化的方法、机理与应用

发布时间：2018-01-13 14:43

本文关键词：纳米多层结构实现硬质薄膜韧化的方法、机理与应用　出处：《材料工程》2017年08期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：硬质薄膜的韧化正成为气相沉积硬质薄膜研究和应用的重点。纳米多层结构设计是实现硬质薄膜强韧化的有效方法。本文介绍了纳米多层薄膜组元和韧化机理,讨论了周期、调制周期比、微观结构等子层因素对强韧化的影响,以及耐磨损、耐冲蚀场合的应用现状、问题以及原因。微裂纹在多层界面间偏折是纳米多层结构韧化的主要机理,但纳米多层结构界面越多,其裂纹萌生源越多,如果界面韧性较差,纳米多层结构会很快发生层-层剥离而失效。因此,纳米多层薄膜的韧化效果决定于界面的质量,而不是数量。必须获得高质量的层间界面,从断裂力学角度考虑抑制微裂纹的扩展,才能发挥纳米多层结构薄膜的优势。
[Abstract]:The toughening of hard films is becoming the focus of the research and application of vapor deposition hard films. The design of nano-multilayer structure is an effective method to realize the strengthening and toughening of hard films. The composition and toughening mechanism of nano-multilayer films are introduced in this paper. The effects of cycle, modulation period ratio, microstructure and other sublayers on strengthening and toughening, as well as the application status of wear resistance and erosion resistance are discussed. The main mechanism of toughening of nano-multilayer structure is the deflection of microcracks in multi-layer interface, but the more the interface of nano-multilayer structure, the more crack initiation source, if the interface toughness is poor. Therefore, the toughening effect of nanocrystalline multilayer films depends on the quality of interface, not the quantity. Therefore, high quality interlayer interface must be obtained. From the angle of fracture mechanics, the advantages of nano-multilayer films can be brought into play by restraining the propagation of microcracks.
【作者单位】：装甲兵工程学院再制造技术国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51401238,51102283) 国家国际科技合作专项资助(2015DFG51920)
【分类号】：TB383.2
【正文快照】： 采用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)的方法,在基体材料的表面制备微米尺度的硬质薄膜,可在几乎不改变基体尺寸的条件下,显著提高基体表面的性能,如耐磨[1]、减摩、耐冲蚀[2,3]等。到目前为止,获得深入研究并广泛应用的硬质薄膜体系(以过渡族金属为主的)有氮化物、碳化

【参考文献】