高功率脉冲和脉冲直流磁控共溅射CrAlN薄膜的研究

论文摘要

目的通过掺杂适量Al元素来固溶强化Cr N薄膜,从而提高薄膜的抗氧化性能和热稳定性。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备了Cr Al N薄膜,利用XRD、纳米压痕仪、应力仪、摩擦磨损试验机系统地研究了不同基体偏压对CrAlN涂层结构和力学性能的影响。结果所有CrAlN涂层均以fcc-（Cr,Al）N相为主,且随着基体偏压的增加,沿（111）晶面生长的衍射峰逐渐减弱,并向小角度偏移;薄膜压应力显著增加,最大值为-2.68GPa;薄膜硬度先上升后下降,在基体偏压为-30V时,硬度达到最大值22.3 GPa;H/E值和H3/E*2值随着基体偏压的增加,近似线性增大,当偏压为-120 V时,均达最大值0.11、0.21 GPa,同时摩擦系数和磨损率逐渐减小。结论当基体偏压为-120 V时,CrAlN薄膜具有最佳的耐磨性能,H/E和H3/E*2在一定程度上可评价涂层的耐磨性。

论文目录

• 1 实验
•   1.1 薄膜沉积
•   1.2 结构表征及力学性能测试
• 2 试验结果与讨论
•   2.1 薄膜厚度和成分
•   2.2 组织结构
•   2.3 硬度及弹性模量
•   2.4 H/E和H3/E*2
•   2.5 残余应力
•   2.6 平均摩擦系数
•   2.7 磨痕形貌
•   2.8 磨损率
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郭玉垚,王铁钢,李柏松,刘艳梅,蒙德强,许人仁

关键词: 高功率脉冲磁控溅射,脉冲直流磁控溅射,薄膜,力学性能,磨擦磨损性能

来源: 表面技术 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,金属学及金属工艺,工业通用技术及设备

单位: 天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(51301181,51875555),天津市科技军民融合重大专项项目(18ZXJMTG00050),中青年骨干创新人才培养计划项目(RC180203),天津职业技术师范大学校级科研项目(KJ1812),研究生创新基金项目(YC18-02)~~

分类号: TG174.4;TB383.2

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.020

页码: 137-144

总页数: 8

文件大小: 1700K

下载量: 189