等离子体增强磁控溅射CrSiN涂层摩擦磨损行为

摘要：

目的 基于细晶强化理论,借助新型涂层制备技术获得综合性能优良的CrSiN涂层,研究Si含量对涂层微观结构、力学性能及耐磨性能的影响规律.方法 采用等离子体增强磁控溅射技术,制备四种含有不同Si含量的CrSiN涂层.使用X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM),分析涂层的化学成分、晶体结构、微观形貌和表面粗糙度.使用纳米压痕/划痕仪测试涂层的显微硬度、杨氏模量和结合力.使用摩擦磨损试验仪考察涂层的摩擦磨损行为.结果 CrSiN涂层中Si含量随着Si靶功率的增加而增加.所有涂层中均未检测到含Si物相,主要由CrN相组成.随着Si含量的增加,CrN(111)衍射峰逐渐减弱直至消失,涂层由疏松的三角锥结构逐渐变为致密平整的CrN纳米晶和Si3N4非晶共存的复合结构,涂层表面粗糙度显著降低,涂层的显微硬度、杨氏模量、结合力及耐磨性能均呈现先增后降的趋势.结论 Si含量为18.5％的CrSiN涂层具有最佳的耐磨性能,此时涂层的硬度、杨氏模量、结合力和平均摩擦系数分别约为27 GPa、327 GPa、30 N和0.289.

关键词：等离子体增强磁控溅射技术、CrSiN涂层、Si含量、微观结构、力学性能、摩擦磨损

所属期刊栏目：49

分类号：TG174.4;TH117(金属学与热处理)

资助基金：江西省自然科学基金;江西省教育厅科技计划重点项目;江西科技师范大学硕士研究生创新专项资金项目;江西科技师范大学本科生科研项目;江西科技师范大学校级重点科研项目

在线出版日期：2020-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：185-191