CrN基复合薄膜的结构及摩擦磨损性能研究

采用反应磁控溅射法制备了CrN、CrSiN与CrAlN复合薄膜,分析了复合薄膜的微观结构,并考察了3类薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:所制备的薄膜晶体结构没有随着Si或Al的加入发生转变,仍然为面心立方结构.CrAlN复合薄膜为合金复合薄膜,其中Al以置换方式固溶于CrN中,取代了一部分Cr原子,形成固溶体;CrSiN复合薄膜为晶态CrN与非晶态Si3N4组成纳米复合结构.复合薄膜结构致密且硬度较CrN大幅提高,在摩擦磨损过程中具有较强的抗形变能力,能够有效阻止裂纹,抗摩擦磨损性能较CrN薄膜均有不同程度的提高.

CrN基复合薄膜研究进展

主要综述了Cr N基多元复合薄膜、多层薄膜及多元多层复合薄膜的研究进展,详细叙述了多元复合、多层结构设计及多元多层复合设计对薄膜力学性能、摩擦学性能和耐腐蚀性能的影响,并重点阐述了薄膜的腐蚀机理及其耐磨损机制。指出了多元复合、多层结构设计和多元多层复合设计,均可一定程度上提高Cr N薄膜的力学性能、耐磨损性能和耐腐蚀性能。一般而言,多元多层设计可通过非晶/纳米晶微观结构调控、晶粒细化、界面强化、提高致密度、降低内应力等,使复合薄膜呈现出优异的耐腐蚀和耐磨损性能。最后对CrN基复合薄膜的发展及应用前景进行了展望,表明CrN基复合薄膜将继续朝着多元多层复合化、纳米多层化及超晶格等方向发展,其制备技术也更加多元复合化。随着Cr N基复合薄膜综合性能的不断提高,其应用领域也将更加广泛。

Cr-Si-C-N系统中含Cr氮化物薄膜的结构及其摩擦学特性研究进展

目前广泛应用的含Cr的薄膜有Cr N薄膜,以及以Cr N薄膜为基础,通过添加Si和C元素形成的Cr Si N薄膜、Cr CN薄膜和Cr Si CN薄膜。综述上述4种薄膜的结构及其力学和摩擦学特性的研究进展,阐述在不同摩擦环境下掺杂元素含量对薄膜摩擦因数和磨损率的影响,指出Si和C元素的掺杂均能改善Cr N薄膜的摩擦学性能,并从结构角度分析其原因。