高功率调制脉冲磁控溅射沉积TiAlSiN纳米复合涂层结构调控与性能研究
[Abstract]:The Al/ (Al Ti) atomic ratio of 0.25,0.5 and 0.67 TiAlSi alloy targets with high power modulation pulse magnetron sputtering is 0.25,0.5 and 0.67, respectively. The sputtering power is 1kW, the partial pressure of nitrogen is 25%, the working pressure is 0.3Pa. TiAlSiN nano-composite coatings were deposited on Si (100) and AISI304 austenitic stainless steel substrates. The content of nitrogen in TiAlSiN coating was kept between 52.0 at% and 56.7 at%, which resulted in the formation of nc-TiAlN/a-Si3N4/AlN nanocrystalline / amorphous composite structure. With the increase of atomic ratio x, the amorphous content increases, and the hardness of the coating increases first and then decreases. When xx0.5, the hardness can reach 28.7GPa. The increase of sputtering power can increase the degree of metal dissociation in sputtering plasma and promote the decomposition of the coating in amplitude modulation. The amorphous coated nanocrystalline structure with clear interface is formed and the grain size remains basically unchanged. When the sputtering power increases from 1kW to 4kW, the hardness increases from 16.4GPa to 21.3 GPA. The wear rate of TiAlSiN coating deposited under different target composition and sputtering power is (0.13 脳 6.25) 脳 10-5mm3/ (N 路m),) with excellent wear resistance. When x = 0.67, sputtering power 2kW, the nc-TiAlN/a-Si3N4 nano-composite coating has the best wear resistance.
【作者单位】: 大连理工大学材料科学与工程学院表面工程实验室;湖南农业大学工学院南方粮油作物协同创新中心;
【基金】:国家自然科学基金(51102032);国家自然科学基金创新群体(51321004)~~
【分类号】:TG174.4
【参考文献】
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1 彭笑;朱丽慧;Vineet Kumar;刘一雄;;PVD制备TiAlSiN涂层的研究进展[J];材料导报;2014年03期
2 孔明;赵文济;乌晓燕;魏仑;李戈扬;;TiN/Si_3N_4纳米晶复合膜的微结构和强化机制[J];无机材料学报;2007年03期
【共引文献】
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1 赵磊;孙荣禄;牛伟;;表面纳米强化层的研究现状[J];材料导报;2010年S2期
2 董松涛;喻利花;董师润;许俊华;;磁控共溅射制备锆-硅-氮复合薄膜的显微组织与性能[J];机械工程材料;2008年09期
3 马冰洋;喻利花;许俊华;;Si含量对ZrSiN薄膜微结构及性能的影响[J];粉末冶金材料科学与工程;2013年02期
4 喻利花;苑彩云;许俊华;;磁控溅射NbSiN复合膜的微结构和性能[J];材料工程;2013年07期
5 赵淑芳;喻利花;马冰洋;许俊华;;不同Ti含量的W-Ti-N复合膜的微结构及性能研究[J];材料工程;2014年12期
6 薛增辉;李伟;卢建富;刘平;马凤仓;刘新宽;陈小红;何代华;;射频磁控溅射法制备TiSiCN纳米复合膜的微观结构和力学性能研究[J];功能材料;2015年07期
7 牛宝林;;切削刀具多弧离子镀膜的应用研究[J];安徽工程大学学报;2015年01期
8 李学梅;尤建飞;董松涛;汪蕾;许俊华;;Ti-Si-Al-N纳米复合膜的组织与性能[J];材料热处理学报;2009年06期
9 梅永晖;董松涛;熊宁;喻利花;许俊华;;Al元素对Zr-Si-N复合膜的微结构与力学性能的影响[J];金属热处理;2009年11期
10 王建鹏;李伟;刘平;马凤仓;刘新宽;陈小红;何代华;;Si含量对CrN/TiSiN纳米多层膜显微结构和力学性能的影响[J];中国有色金属学报;2014年03期
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【二级参考文献】
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2 ;Effects of annealing temperature on the microstructure and hardness of TiAlSiN hard coatings[J];Chinese Science Bulletin;2011年16期
3 田家万,韩增虎,赖倩茜,虞晓江,李戈扬;两步压入法——薄膜力学性能的可靠测量方法[J];机械工程学报;2003年06期
4 时婧;裴志亮;宫骏;孙超;MUDERS C M;姜辛;;Si含量对电弧离子镀Ti-Al-Si-N薄膜组织结构和力学性能的影响[J];金属学报;2012年11期
5 劳技军,孔明,张惠娟,李戈扬;TiN/SiC纳米多层膜的生长结构与力学性能[J];物理学报;2004年06期
6 魏仑,梅芳华,邵楠,李戈扬,李建国;TiN/SiO_2纳米多层膜的晶体生长与超硬效应[J];物理学报;2005年04期
7 吴大维,付德君,毛先唯,叶明生,彭友贵,范湘军;C_3N_4/TiN交替复合膜的微结构研究[J];物理学报;1999年05期
8 王社权;陈康华;陈利;祝昌军;李屏;杜勇;;Effect of Al and Si additions on microstructure and mechanical properties of TiN coatings[J];Journal of Central South University of Technology;2011年02期
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2 杨p,
本文编号:2450971
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