多弧离子镀制备ZrAlN涂层及其摩擦学性能研究

发布时间：2021-06-27 20:54

　　随着现代工业对材料性能要求的逐渐升高,相应的在机械加工行业对耐磨保护涂层的要求也越来越高,因此研究开发综合性能优异的耐磨涂层具有重要意义。ZrAlN涂层作为一种性能优异的硬质涂层,通过一定方法沉积在基体表面可以有效地改善基体的耐磨性能,起到延长使用寿命的作用。本文采用多弧离子镀方法在304不锈钢基底上成功沉积了ZrAlN涂层,采用单因素变量法深入分析脉冲偏压、阴极弧电流和氮气流量对ZrAlN涂层表面形貌、涂层厚度、显微硬度和膜基结合力等性能的影响规律,得出最佳ZrAlN涂层制备工艺。并对具有最佳性能的ZrAlN涂层与未沉积涂层的304不锈钢基底进行往复摩擦磨损实验,分别通过控制法向载荷和往复摩擦频率不变,研究往复摩擦频率与法向载荷对二者摩擦磨损性能的影响,主要结论如下:（1）在脉冲偏压为150 V、阴极弧电流为90 A、氮气流量为100 sccm时制备的ZrAlN涂层具有最优异的综合性能,此时涂层表面质量较好,硬度高达1421 HV,涂层厚度为3.92μm,涂层结合力为39.7 N。ZrAlN涂层的主要物相为ZrN相,Al以置换固溶体的形式存在于ZrN晶格之中。（2）当法向载荷为2 N... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

涂层形成过程示意图

涂层三种不同生长模式

图 1.3 为电弧蒸发方式真空蒸镀示意图。图 1.3 电弧蒸发方式真空蒸镀示意图1.3.2 溅射沉积19 世纪，科学家 Grove 就于气体辉光放电管装置中发现了溅射现象。研究发现，当使用带有相当能量的荷能粒子对靶材进行轰击时，位于靶材表面的原子将会从荷能粒子中不断获得能量，当能量储存到足够使靶材原子脱离靶材表面飞向气相中时将会发生所

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本文编号：3253589