Cu含量对Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层微观结构和高温氧化行为的影响（英文）

发布时间：2018-06-24 16:40

  本文选题：反应磁控溅射 + Ti-Al-Si-Cu-N涂层　； 参考：《稀有金属材料与工程》2017年03期

【摘要】：通过磁控溅射技术,在AISI-304不锈钢表面制备了不同Cu含量的Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)仪、X射线衍射(XRD)仪、纳米压痕仪和自制压痕仪等设备研究Ti-Al-Si-N和Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层的结构和在800℃氧化的行为。结果表明:随着涂层中Cu含量的增加,涂层表面的微孔数量减少,涂层更加致密,涂层晶粒尺寸减小,择优取向由(111)向(110)逐渐转变。涂层的硬度由14.76 GPa增加至19.42 GPa。Cu含量为1.72%(原子分数)的Ti-Al-Si-Cu-N弹性模量最小,为104.5GPa。Cu元素对Ti-Al-Si-Cu-N纳米复合涂层抗氧化性能有两方面的影响:一是促进Al元素的扩散,二是在氧化膜表面形成裂纹和微孔缺陷。Ti-Al-Si-N涂层比Ti-Al-Si-Cu-N涂层具有更好的抗氧化性能。
[Abstract]:The Ti-Al-Si-Cu-N nanocomposite coatings with different Cu content were prepared on the surface of AISI-304 stainless steel by magnetron sputtering. The structure of Ti-Al-Si-N and Ti-Al-Si-Cu-N nanocomposite coatings were studied by scanning electron microscopy (SEM), energy spectrum (EDS) instrument, X ray diffraction (XRD) instrument, nano indentation instrument and self-made indentation instrument, and the oxidation behavior at 800 degrees centigrade. The results show that with the increase of Cu content in the coating, the number of micropores on the surface of the coating decreases, the coating is more compact, the grain size of the coating decreases and the preferred orientation is changed from (111) to (110). The hardness of the coating is increased from 14.76 GPa to 19.42 GPa.Cu to 1.72% (atomic fraction), and the 104.5GPa.Cu element is the smallest. The antioxidant properties of Ti-Al-Si-Cu-N nanocomposite coatings have two effects: one is to promote the diffusion of Al elements, the two is the formation of cracks on the surface of the oxide film and microporous defects, and the.Ti-Al-Si-N coating has better antioxidant properties than that of the Ti-Al-Si-Cu-N coating.
【作者单位】： 南昌航空大学;江西科技师范大学江西省表面工程重点实验室;
【基金】：National Natural Science Foundation of China(51365041,51005111)
【分类号】：TG174.4

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本文编号：2062211