本文關(guān)鍵詞：Si含量對(duì)CrSiN涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響

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【摘要】：目的在室溫條件下,采用物理氣相沉積(PVD)磁控濺射沉積方法,通過(guò)控制Si靶功率制備具有不同Si含量的CrSiN涂層,以探究Si元素對(duì)涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響。方法通過(guò)X射線衍射、能譜儀測(cè)試、納米壓痕測(cè)試、維氏硬度壓痕測(cè)試和摩擦磨損實(shí)驗(yàn),分別評(píng)價(jià)CrSiN涂層的結(jié)構(gòu)、硬度、韌性和耐磨性能,并通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)壓痕形貌進(jìn)行分析。結(jié)果所有CrSiN涂層均呈(111),(200)取向的Na Cl結(jié)構(gòu)。隨著Si含量增加,XRD峰呈寬化趨勢(shì),晶粒細(xì)化效果明顯。隨Si元素的加入,CrSiN涂層硬度、模量和韌性均呈先增加后降低的趨勢(shì)。相比Cr N涂層,Si的原子數(shù)分?jǐn)?shù)為3.2%時(shí),CrSiN涂層的硬度由21.4 GPa增至35.7 GPa,模量由337.7 GPa增至383.9 GPa,塑性指數(shù)由0.5增至0.55,實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)韌一體化。加入Si元素,CrSiN涂層的耐磨損性能得到改善,且Si的原子數(shù)分?jǐn)?shù)為3.2%,磨損率最低,為1.0×10~(-17)m~3/(N·m),提高了約一個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)論 Si元素的加入可以有效改善CrSiN涂層的結(jié)構(gòu),提高CrSiN涂層的硬度、韌性和磨損性能,但需加入適量的Si,才可實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)化。
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院海洋新材料與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;浙江省海洋材料與防護(hù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所;上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【分類號(hào)】：TB306
【正文快照】： 物理氣相沉積得到的納米尺度硬質(zhì)涂層兼具高硬度、高耐磨損和耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn),特別是二元過(guò)渡金屬氮化物涂層(如Cr N,Ti N),這使其成為了硬質(zhì)材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1—2],并在電子、機(jī)械、表面防護(hù)等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值[3—12]。特別是Cr N硬質(zhì)涂層,相對(duì)于Ti N涂層,硬度更高,

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1221702