CrC中间层碳含量对CrC/a-C∶H涂层附着力的影响

论文摘要

目的提高氢化非晶碳涂层的附着力,研究不同碳含量的CrC中间过渡层对CrC/a-C∶H涂层附着力的影响。方法用反应磁控溅射结合射频PECVD方法制备CrC/a-C∶H涂层,通过调节C2H2流量（0、10、20、30m L/min）在高速钢基材上获得具有不同碳含量CrC中间层的CrC/a-C∶H涂层。用压痕法和划痕法测量涂层的附着力,并用拉曼光谱、原子力显微镜、扫描电镜和纳米压痕等方法对涂层进行表征。结果随着中间层CrC碳含量的增加,涂层的附着力先增加后减小,当C2H2流量为20 mL/min时,CrC/a-C∶H涂层具有最大的附着力,划痕附着力为70.5 N,压痕附着力为HF1,此时涂层的硬度为23.4 GPa,表面光洁度为RMS36.9 nm。通过高斯曲线拟合拉曼图谱得到ID/IG为0.54,G峰位置在1535.9 cm-1。扫描电镜观察结果表明,CrC/a-C∶H涂层有两个明显的界面,即基材/CrC中间层界面与CrC中间层/a-C∶H顶层界面,中间层CrC为柱状晶结构,a-C∶H顶层为玻璃态。结论 CrC中间层碳含量对CrC/a-C∶H涂层的附着力有显著影响,具有合适碳含量的CrC中间层有助于提高涂层的附着力,当含碳量过高时,中间层会由晶态转变为非晶态,不利于承载来自于a-C∶H顶层的薄膜内应力,导致CrC/a-C∶H涂层附着力急剧下降。CrC/a-C∶H涂层附着失效主要发在CrC中间层/a-C∶H顶层界面。CrC中间层碳含量影响CrC/a-C∶H涂层的光洁度,相同a-C∶H涂层工艺条件下,光滑涂层具有更好的附着力。

论文目录

• 1 试验
•   1.1 涂层制备
•   1.2 性能测试及组织观察
• 2 结果及分析
•   2.1 CrC/a-C∶H涂层的结构分析
•   2.2 CrC/a-C∶H涂层附着力
•   2.3 CrC/a-C∶H涂层的表面与截面形貌
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄志宏,杨豆,付德君,杨兵

关键词: 中间层,附着力,磁控磁射

来源: 表面技术 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 温州职业技术学院,武汉大学

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.024

页码: 168-174

总页数: 7

文件大小: 1441K

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