电弧离子镀制备TiSiN纳米复合涂层

摘要：

目的：在SiH4气氛下制备Si掺杂的TiSiN纳米复合涂层,为SiH4用于工业化TiSiN涂层生产提供依据。方法采用电弧离子镀技术,在SiH4气氛下,于单晶硅和硬质合金衬底上制备Si掺杂的TiSiN纳米复合涂层,研究SiH4流量对TiSiN涂层化学组分、微观结构、硬度和耐磨性能的影响。结果 SiH4流量对TiSiN纳米复合涂层的微观结构、硬度及摩擦系数的影响明显。随着SiH4流量的增加,TiSiN涂层由柱状晶生长的晶体结构逐渐转变为纳米晶镶嵌于非晶基体的复合结构。 Si在涂层中以Si3 N4非晶相存在,随着涂层中Si含量逐渐增加,TiN晶粒尺寸逐渐减小,Si3 N4起到细化晶粒的作用。在42 mL/min的SiH4流量下,涂层硬度高达4100HV0.025。在对磨材料为硬质合金的条件下,TiSiN涂层摩擦系数小于0.6。结论 SiH4气氛下可以制备出TiN纳米晶镶嵌于Si3N4非晶相结构的TiSiN纳米复合涂层,涂层的显微硬度较高。 SiH4可以作为Si源用于TiSiN纳米复合涂层的工业化生产。

关键词：电弧离子镀、TiSiN纳米复合涂层、SiH4 流量、力学性能、硬度、摩擦系数

分类号：TG174.444(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11405117,11405280;河南省教育厅科学技术研究重点项目14B140021;周口师范学院博士科研启动经费资助项目zksybscx201210Fund:Supported by the National Natural Science Foundation of China11405117,11405280;Education Department of Henan14B140021;Startup Foundation for Doctors of Zhoukou Normal Universityzksybscx201210

在线出版日期：2015-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：15-19,37