TiN涂层和TiAlN涂层结合强度及抗氧化性能的研究

发布时间：2016-12-11 16:46

  本文关键词：TiN涂层和TiAlN涂层结合强度及抗氧化性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中南大学》 2014年

TiN涂层和TiAlN涂层结合强度及抗氧化性能的研究

黄珂  

【摘要】：本文采用磁控溅射镀在不锈钢表面制备了TiAlN涂层及TiN涂层,利用用压痕实验及划痕实验对涂层的结合强度和失效机制进行了对比分析,利用多道次划痕实验和摩擦实验对涂层的耐磨性进行了分析,利用高温氧化实验对涂层的氧化行为及抗氧化性能进行了分析。主要研究成果有： 1.通过磁控溅射镀在304不锈钢表面制备了TiAlN涂层和TiN涂层,涂层均匀致密,其中,TiAlN涂层的纳米硬度为2781HV, TiN涂层的纳米硬度为2172HV,因为Al的加入使得TiAlN涂层的强度得到显著提升。 2.压痕实验表明在不锈钢表面制备的TiN涂层和TiAlN涂层都具有足够的强度。划痕实验中,TiN涂层的临界载荷是8N, TiAlN涂层的临界载荷是13N, TiAlN涂层具有更好的结合力。 3.在工件表面制备TiAlN涂层可以明显的提高工件的摩擦性能,延长使用寿命。TiAlN涂层拥有与TiN涂层相近的摩擦系数,但是由于TiAlN涂层硬度明显高于TiN涂层,其具有更加优异的耐磨性。 4.TiN是有强烈的沿(111)面的择优取向,属于典型的NaCl结构,而Al原子取代部分Ti原子形成TiAlN后,晶格发生畸变,涂层的(111)面择优取向减弱。 5.TiN涂层的高温氧化性能较差,在500℃时,即发生氧化,生成TiO2的氧化膜不具有致密性,因而对涂层缺乏保护作用。而在TiAlN涂层中,在高温下涂层中会发生A1原子的向外扩散,在涂层表面生成了一层致密连续的A1203的氧化膜,可以有效阻止O原子向涂层内部的扩散,对涂层起到了很好的保护作用,使得TiAlN涂层在900℃时才会发生明显的氧化现象。

【关键词】：
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG174.4
【目录】：

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本文编号：209879