调制周期对CrAlN/ZrN纳米多层膜韧性的影响

发布时间：2025-04-18 05:52

　　 目的研究调制周期对纳米多层膜性能的影响。方法采用磁控溅射方法制备了CrAlN与ZrN的固定厚度比为2.6,不同调制周期（Λ为6,8,10,20 nm）的CrAlN/ZrN纳米多层膜。利用场发射扫描电镜（FESEM）表征薄膜的形貌、结构。用Dektak150型台阶仪测薄膜表面粗糙度。用Agilent Technologies G200纳米压痕仪检测涂层的硬度和弹性模量。用划痕仪测薄膜/基材的结合力,同时,引入抗裂纹扩展系数（CPR）表征纳米多层膜的韧性。结果 CrAlN/ZrN纳米多层膜断面皆为穿晶柱状结构,调制周期为20 nm时,多层膜层与层之间的界面清晰;多层膜表面呈致密的花椰菜状,厚度均约为2μm。调制周期为8 nm时,硬度为20.4 GPa,进一步增大调制周期,硬度下降。调制周期为8 nm的多层膜临界载荷L_c2为18 N,CPR值为73.2,L_c2与CPR值均高于其他调制周期的多层膜。在临界载荷L_c2处,裂纹扩展导致薄膜发生了严重的片状剥落,露出了亮白的热轧钢基底,薄膜失去了保护作用。结论实验表明,在多层膜厚度、调...

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【部分图文】：

图1CrAlN/ZrN多层膜断面形貌

度低，从图1a—d可看出，纳米多层膜断面皆为穿晶柱状结构。图1a是调制周期为20nm的纳米多层膜的截面图，图2是其截面放大效果图，可以清晰地观察到层与层之间的界面。图1d是调制周期为6nm的纳米多层膜的截面图，截面结构致密。图1b和图1c是调制周期分别为10，8nm的纳米多层膜的....

图2调制周期为20nm的CrAlN/ZrN纳米多层膜截面效果

表面技术2016年01月图2调制周期为20nm的CrAlN/ZrN纳米多层膜截面效果Fig．2Cross-sectionalSEMmorphologyofΛ=20nmCrAlN/ZrNnano-multilayercoating图3CrAlN/ZrN纳米多层膜表面形貌Fig．3T....

图3CrAlN/ZrN纳米多层膜表面形貌

表面技术2016年01月图2调制周期为20nm的CrAlN/ZrN纳米多层膜截面效果Fig．2Cross-sectionalSEMmorphologyofΛ=20nmCrAlN/ZrNnano-multilayercoating图3CrAlN/ZrN纳米多层膜表面形貌Fig．3T....

图4多层膜的纳米压痕实验载荷-位移曲线

表面技术2016年01月图2调制周期为20nm的CrAlN/ZrN纳米多层膜截面效果Fig．2Cross-sectionalSEMmorphologyofΛ=20nmCrAlN/ZrNnano-multilayercoating图3CrAlN/ZrN纳米多层膜表面形貌Fig．3T....

本文编号：4040636