双辉等离子渗铬界面层对类石墨碳基涂层力学及磨蚀性能的影响

摘要：

目的 研究渗铬界面层对铬/类石墨碳(Cr/Graphite-Like Carbon,GLC)复合涂层力学性能、结合强度及磨蚀行为的影响,阐明Cr/GLC复合涂层的抗磨蚀机理.方法 以316L不锈钢(316L)为基体,先借助双辉等离子表面合金化(DGPSA)技术制备渗铬界面层,再采用直流磁控溅射(DCMS)技术制备顶层GLC涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)和X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构与成分,采用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站测试复合涂层的力学性能、断裂韧性、结合强度和抗磨蚀性能.结果 渗铬界面层能够促进GLC涂层的石墨化转变,实现硬度分布的梯度变化(基体为3.65 GPa,渗铬界面层为8.97 GPa,表面为13.15 GPa),有效阻碍了裂纹的扩展.与GLC涂层相比,Cr/GLC复合涂层具有较高的断裂韧性和结合强度(≥50 N),在3.5％NaCl溶液中具有更低的摩擦系数(0.055)和更低的磨损率(3.22×10–7 mm3/Nm),其抗腐蚀性和化学稳定性也明显更优.结论 通过界面设计,实现了Cr/GLC复合涂层硬度分布的梯度过渡,提高了复合涂层的断裂韧性以及与316L的结合强度,赋予了复合涂层优异的抗磨蚀性能,为其在海洋苛刻环境下的磨蚀防护提供了有益借鉴.

关键词：双辉等离子表面合金化、直流磁控溅射、类石墨碳、渗铬界面层、结合强度、磨蚀

所属期刊栏目：53

分类号：TG174(金属学与热处理)

在线出版日期：2024-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：169-181