Cu含量對Ti-Al-Si-Cu-N納米復(fù)合涂層微觀結(jié)構(gòu)和高溫氧化行為的影響(英文)
本文選題:反應(yīng)磁控濺射 + Ti-Al-Si-Cu-N涂層; 參考:《稀有金屬材料與工程》2017年03期
【摘要】:通過磁控濺射技術(shù),在AISI-304不銹鋼表面制備了不同Cu含量的Ti-Al-Si-Cu-N納米復(fù)合涂層。通過掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)儀、X射線衍射(XRD)儀、納米壓痕儀和自制壓痕儀等設(shè)備研究Ti-Al-Si-N和Ti-Al-Si-Cu-N納米復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)和在800℃氧化的行為。結(jié)果表明:隨著涂層中Cu含量的增加,涂層表面的微孔數(shù)量減少,涂層更加致密,涂層晶粒尺寸減小,擇優(yōu)取向由(111)向(110)逐漸轉(zhuǎn)變。涂層的硬度由14.76 GPa增加至19.42 GPa。Cu含量為1.72%(原子分?jǐn)?shù))的Ti-Al-Si-Cu-N彈性模量最小,為104.5GPa。Cu元素對Ti-Al-Si-Cu-N納米復(fù)合涂層抗氧化性能有兩方面的影響:一是促進(jìn)Al元素的擴(kuò)散,二是在氧化膜表面形成裂紋和微孔缺陷。Ti-Al-Si-N涂層比Ti-Al-Si-Cu-N涂層具有更好的抗氧化性能。
[Abstract]:The Ti-Al-Si-Cu-N nanocomposite coatings with different Cu content were prepared on the surface of AISI-304 stainless steel by magnetron sputtering. The structure of Ti-Al-Si-N and Ti-Al-Si-Cu-N nanocomposite coatings were studied by scanning electron microscopy (SEM), energy spectrum (EDS) instrument, X ray diffraction (XRD) instrument, nano indentation instrument and self-made indentation instrument, and the oxidation behavior at 800 degrees centigrade. The results show that with the increase of Cu content in the coating, the number of micropores on the surface of the coating decreases, the coating is more compact, the grain size of the coating decreases and the preferred orientation is changed from (111) to (110). The hardness of the coating is increased from 14.76 GPa to 19.42 GPa.Cu to 1.72% (atomic fraction), and the 104.5GPa.Cu element is the smallest. The antioxidant properties of Ti-Al-Si-Cu-N nanocomposite coatings have two effects: one is to promote the diffusion of Al elements, the two is the formation of cracks on the surface of the oxide film and microporous defects, and the.Ti-Al-Si-N coating has better antioxidant properties than that of the Ti-Al-Si-Cu-N coating.
【作者單位】: 南昌航空大學(xué);江西科技師范大學(xué)江西省表面工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:National Natural Science Foundation of China(51365041,51005111)
【分類號】:TG174.4
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