多弧离子镀制备CrAlSiN/TiAlSiN纳米涂层的结构和性能研究

摘要：

目的 研究调制周期对CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层结构和力学性能的影响.方法 采用多弧离子镀技术,以AlCrSi靶和AlTiSi靶作阴极弧靶材料,通过改变衬底的转速(转速分别为2、4、6、8 r/min)来调整涂层结构的周期,制备不同调制周期CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层.用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜,测量了涂层的组织结构、化学成分、表面及截面形貌,用显微硬度计、划痕试验仪和摩擦仪测量了不同调制周期的涂层的力学性能.结果 不同转速下,CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层具有相同的晶相结构,包含CrAl、CrN和TiN,其中Al元素几乎全部固溶在CrAl相中.Si元素在涂层中以非晶相的形式存在或被非晶化合物所包裹.随着转速的增大,复合涂层的硬度呈现先增大后减小的趋势,而摩擦因数与均方根粗糙度则呈现出先减小后增大的趋势,即硬度越大,摩擦因数和均方根粗糙度越小.结论 CrAlSiN/TiAlSiN纳米复合涂层的硬度和摩擦因数受调制周期的影响较大.当转速为6 r/min时,制备的涂层具有最大的显微硬度(38 GPa)和最小的摩擦因数(0.375).

关键词：多弧离子镀、调制周期、表面形貌、显微硬度、摩擦因数、膜基结合力

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分类号：TG174.442(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目11375135;科技部国际科技合作专项2015DFR00720Supported by the National Natural Science Foundation of China11375135;International Science and Technology Cooperation Project of Ministry of Science and Technology2015DFR00720

在线出版日期：2017-08-07（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

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