本文關(guān)鍵詞：磁控濺射TiAlSiN硬質(zhì)膜及其高溫抗氧化性能　出處：《材料保護(hù)》2016年08期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：目前,對(duì)TiAlSiN薄膜在800℃以上的抗高溫氧化性研究較少。通過磁控濺射優(yōu)化工藝在W18Cr4V高速鋼基體上制備不同Si含量的TiAlSiN硬質(zhì)薄膜,針對(duì)硬度最高的典型薄膜試樣[Si含量為16.49%(原子分?jǐn)?shù))],分別在800℃和1 000℃下進(jìn)行保溫1 h的大氣熱處理。利用SEM、EDS、XRD和納米壓痕儀對(duì)薄膜的形貌、成分、相結(jié)構(gòu)和硬度等進(jìn)行表征。結(jié)果表明:隨著Si含量從無(wú)到有并增加,薄膜硬度呈現(xiàn)上升-下降-上升-陡降-緩降的趨勢(shì),當(dāng)Si含量為16.48%(原子分?jǐn)?shù))時(shí),薄膜硬度達(dá)到最大值26.43 GPa,薄膜由(Ti,Al)N和Si_3N_4構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu);經(jīng)800℃大氣熱處理后薄膜表面生成大量的Al_2O_3,同未熱處理試樣相比,表面較為致密和平整;經(jīng)1 000℃大氣熱處理后,膜層中的Ti、Al和Si元素外擴(kuò)散形成TiO_2和Ti_2O_3等多種氧化產(chǎn)物,導(dǎo)致薄膜表面凹凸不平,甚至剝落,薄膜硬度和抗氧化效果明顯下降。
[Abstract]:At present, research on high temperature oxidation resistance of TiAlSiN films is less at 800 DEG. Through TiAlSiN hard films deposited by magnetron sputtering process optimization in W18Cr4V high speed steel substrate was prepared with different Si content, the highest hardness of typical film samples the content of [Si is 16.49% (atomic fraction), respectively, 1 h atmospheric thermal insulation treatment in 800 degrees and 1000 degrees. The use of SEM, EDS, XRD and nano indentation morphology of the film composition, phase structure and hardness were studied. The results show that with Si content from scratch and increase the hardness of the films showed up - down - up - steep drop and slow down the trend, when the Si content is 16.48% (atomic fraction), the hardness reaches the maximum value of 26.43 GPa (Ti, Al) thin films by N and Si_3N_4 to form a composite structure; the surface temperature of 800 DEG C atmospheric heat treated films to generate large amounts of Al_2O_3, compared with the non heat treated samples, the surface is compact and After heat treatment at 1000 C, the diffusion of Ti, Al and Si elements in the coating form various oxidation products such as TiO_2 and Ti_2O_3, resulting in uneven surface and even spalling of the films, and the hardness and oxidation resistance of the films decrease obviously.

【作者單位】： 沈陽(yáng)理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;沈陽(yáng)市特種設(shè)備檢測(cè)研究院;
【分類號(hào)】：TG174.444
【正文快照】： 0前言Ti Al Si N納米復(fù)合薄膜作為新一代超硬膜,與Ti N和Ti Al N薄膜相比,其綜合抗高溫抗氧化性能及力學(xué)性能更優(yōu)[1~3]。在Ti Al N薄膜中加入不同含量Si發(fā)現(xiàn):不添加Si元素時(shí),Ti Al N膜主要由柱狀晶構(gòu)成;Si含量為2.02%(原子分?jǐn)?shù),下同)時(shí),膜層柱狀晶趨勢(shì)減弱,由亞穩(wěn)相Ti(Al Si)N

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本文編號(hào)：1423100