高Mo含量的CrMoCN涂层的摩擦学与腐蚀特性研究

发布时间：2021-04-12 11:21

　　长期处于高温、高湿、高盐度环境下的机械设备零部件会出现严重的摩擦、磨损和腐蚀问题,采用高Mo含量多元薄膜对零部件进行表面防护可以有效提高其耐磨性和耐腐蚀性。采用非平衡闭合场磁控溅射技术在Si片和钛合金上制备CrMoCN涂层。在Ar/N2混合气体中,通过改变Mo靶电流获得具有不同Mo含量的CrMoCN涂层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对涂层的微观结构及形貌、晶相结构和化学键组成进行表征,用纳米压痕仪测量涂层硬度,采用球盘式摩擦磨损试验机研究CrMoCN涂层与SiC小球在不同环境下对磨时的摩擦学特性,利用电化学工作站测量涂层的耐腐蚀特性。结果表明:随着Mo含量的增加,CrMoCN涂层结构变得致密,且形成了（Cr,Mo） N置换固溶体和γ-Mo2N相。由于Cr、Mo元素与水反应形成氧化物润滑相,使CrMoCN涂层和Si C小球在人工海水中对磨时的摩擦系数低于空气中的摩擦系数,CrMoCN涂层在人工海水中的磨损率低于在空气中的磨损率,说明CrMoCN涂层在人工海水中具有更好的摩擦学特性。同时,高Mo含量涂层在人工海水中具有更好的耐腐蚀性。 

【文章来源】：材料保护. 2020,53(07)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

2 Cr Mo CN涂层在人工海水环境中电化学阻抗测试的等效电路

Rp越小，极化阻力越小，涂层的腐蚀速度越快。动电位极化测试结果如表3所示。测得Cr Mo CN-4.5和Cr Mo CN-5.5的平衡腐蚀电位Ecorr分别为-0.288 V和-0.354 V，腐蚀电流密度Jcorr分别为9.185×10-8A/cm2和1.553×10-8A/cm2，极化电阻Rp分别为3.907×105Ω·cm2和2.986×106Ω·cm2，以上结果表明，Cr Mo CN-4.5在外加扰动的条件下极化阻力小，腐蚀速度更快，Cr Mo CN-5.5更耐腐蚀。综上分析，Mo含量更高、结构更致密的Cr Mo CN-5.5电化学性能更好，可以在更宽的频率范围内对薄膜进行保护，更耐腐蚀。

图1显示了Cr Mo CN涂层表面和截面形貌。从图1可见，随着Mo靶电流的提高，Cr Mo CN涂层晶粒有细化的趋势，涂层表面更加平整，涂层表面形貌随着Mo含量增高而发生显著变化。截面形貌如图1b所示，当Mo靶电流为4.5 A时，Cr Mo CN涂层显示出团簇状结构，当Mo靶的电流达到5.5 A时，涂层的柱状结构明显减少，更加致密。Cr Mo CN-4.5涂层和Cr Mo CN-5.5涂层的厚度分别为2.708μm和2.608μm，且厚度均匀。2.2 Cr Mo CN涂层的XRD谱

【参考文献】：
期刊论文
[1]硅片表面原子层沉积Al2O3薄膜及其长期腐蚀行为[J]. 尹亮,孙欣宇,孔继周,王谦之,周飞.  材料保护. 2017(12)
[2]超微碳化钼涂层的制备及其耐磨性能的研究[J]. 任宝江.  中国钼业. 2012(01)



本文编号：3133208