多弧离子镀制备CrAlSiN/TiAlSiN纳米涂层的结构和性能研究

发布时间：2025-02-09 17:47

　　 目的研究调制周期对CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层结构和力学性能的影响。方法采用多弧离子镀技术,以AlCrSi靶和AlTiSi靶作阴极弧靶材料,通过改变衬底的转速(转速分别为2、4、6、8r/min)来调整涂层结构的周期,制备不同调制周期CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层。用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜,测量了涂层的组织结构、化学成分、表面及截面形貌,用显微硬度计、划痕试验仪和摩擦仪测量了不同调制周期的涂层的力学性能。结果不同转速下,CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层具有相同的晶相结构,包含CrAl、CrN和TiN,其中Al元素几乎全部固溶在CrAl相中。Si元素在涂层中以非晶相的形式存在或被非晶化合物所包裹。随着转速的增大,复合涂层的硬度呈现先增大后减小的趋势,而摩擦因数与均方根粗糙度则呈现出先减小后增大的趋势,即硬度越大,摩擦因数和均方根粗糙度越小。结论CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的硬度和摩擦因数受调制周期的影响较大。当转速为6r/min时,制备的涂层具有最大的显微硬度(38GPa)和最小的摩擦因数(0.37...

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【部分图文】：

图1不同转速下制备的CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的XRD衍射谱

第46卷第7期李娜等：多弧离子镀制备CrAlSiN/TiAlSiN纳米涂层的结构和性能研究·3·2结果及分析2.1XRD图谱分析图1为纳米复合涂层的XRD衍射谱。涂层主要存在三种晶相结构：CrAl、CrN和TiN。可以看出，不同调制周期的涂层的XRD谱没有明显区别，说明这些涂层的....

图2不同转速下CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的XPS谱图

到Si单质或含Si化合物的衍射峰，说明Si在涂层中可能是以非晶相的形式存在或被非晶化合物所包裹[8—9]。同样，图1中也没有发现其他含Al化合物的衍射峰，这可能是因为部分Al以饱和固溶体的形式存在于其他晶格中[10]。图1不同转速下制备的CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层....

图3不同转速下制备的CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的SEM表面形貌

·4·表面技术2017年7月图3不同转速下制备的CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的SEM表面形貌Fig.3SurfacemorphologiesofCrAlSiN/TiAlSiNnanocompositecoatingspreparedunderdifferentrot....

图4不同转速下制备的CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的SEM截面形貌

·4·表面技术2017年7月图3不同转速下制备的CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的SEM表面形貌Fig.3SurfacemorphologiesofCrAlSiN/TiAlSiNnanocompositecoatingspreparedunderdifferentrot....

本文编号：4032630