發(fā)布時間：2019-03-31 13:44

【摘要】：采用高功率調(diào)制脈沖磁控濺射Al/(Al+Ti)原子比(x)分別為0.25、0.5和0.67的TiAlSi合金靶,濺射功率1~4kW,氮?dú)夥謮?5%,工作氣壓0.3Pa,在Si(100)和AISI304奧氏體不銹鋼基片上沉積了TiAlSiN納米復(fù)合涂層。TiAlSiN涂層中氮含量保持在52.0at%~56.7at%之間,均形成了nc-TiAlN/a-Si3N4/AlN納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)。隨著原子比x增加,非晶含量增加,涂層硬度先升高而后降低。當(dāng)x=0.5時,硬度最高可達(dá)28.7GPa。濺射功率升高可提高濺射等離子體中金屬離化程度,促進(jìn)涂層調(diào)幅分解的進(jìn)行,形成了界面清晰的非晶包裹納米晶結(jié)構(gòu),且晶粒尺寸基本保持不變。當(dāng)x=0.67時,濺射功率由1kW上升到4kW時,硬度由16.4GPa升至21.3GPa。不同靶材成分和濺射功率條件下沉積的TiAlSiN涂層的磨損率為(0.13~6.25)×10-5mm3/(N·m),具有優(yōu)良的耐磨性能。當(dāng)x=0.67,濺射功率2kW時,nc-TiAlN/a-Si3N4納米復(fù)合涂層具有最優(yōu)的耐磨性能。
[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.
【作者單位】： 大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院表面工程實(shí)驗(yàn)室;湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51102032);國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體(51321004)~~
【分類號】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2450971