氮气流量对反应磁控溅射制备CrNx涂层性能的影响

通过控制氮气流量(20~60cm^3·min^-1),采用反应磁控溅射技术分别在不锈钢和硅片基底上制备CrNx涂层,研究了氮气流量对涂层物相组成、显微组织、纳米压痕力学性能、摩擦学性能以及在质量分数3.5%NaCl溶液中电化学腐蚀性能的影响。结果表明:不同氮气流量下的CrNx涂层均表现出柱状晶结构;随着氮气流量的增加,CrNx涂层的物相经历了Cr→Cr2N→CrN的变化,纳米压痕硬度和弹性模量均先增后降,平均摩擦因数和磨损率先降后增再降,耐腐蚀性能则先变好后变差;当氮气流量为30cm^3·min^-1时,涂层结构致密,力学性能、耐磨性能和耐腐蚀性能最优。

工艺参数对CrN_x涂层膜基结合力的影响

采用直流磁控溅射技术制备了CrNx涂层,研究了工艺参数对所制备的CrNx涂层膜基结合力的影响.实验结果表明:N2含量较低时,膜基结合力较好,涂层表面光滑.只加脉冲偏压时,偏压越大,熔滴越大,表面越粗糙.

多弧离子镀CrN_x涂层的工艺与摩擦磨损性能

为了改善发动机活塞环的摩擦学性能和提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了不同N2含量和弧电流的CrNx硬膜,采用X射线衍射技术、扫描电子显微镜、纳米硬度仪和发动机台架试验装置,分别测试了薄膜相结构、表面形貌、纳米硬度和抗高温摩擦磨损性能。研究结果表明：当N2质量分数为45%时,薄膜纳米硬度相对较高,CrNx薄膜中主要以CrN（220）相为主;随着弧电流的增加,薄膜的表面颗粒尺寸增加,当弧电流为60A时,薄膜纳米硬度相对较高。与Cr电镀层活塞环相比,CrNx涂层活塞环具有较强的抗高温粘着磨损性能。

具有不同插入层的CrN_x涂层的结构和性能

采用直流反应磁控溅射技术,在AISI 304不锈钢基体上镀制了三种具有不同插入层结构的CrN_x涂层.用X射线晶体衍射仪(XRD)表征了涂层的晶体结构,用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的横断面组织形貌,用原子力显微镜(AFM)观察分析了涂层的表面形貌,并用划痕法测试涂层的结合力,纳米硬度计测试涂层硬度.所有涂层都呈B1 NaCl型面心立方结构,具有明显的(200)择优取向.但是,具有不同插入层结构的涂层的晶体衍射峰的位移角度及方向不同.并且在具有Cr/CrN_x多层交替结构作为插入层的涂层的晶体结构中出现了Cr的衍射峰.在这种具有不同插入层结构的CrN_x涂层中,Cr/CrN_x多层交替结构作为插入层的涂层具有最小晶粒尺寸,较高的表面粗糙度,最高的纳米硬度值和较差的膜基结合力;而具有氮含量连续增加梯度结构作为插入层的涂层晶粒尺寸较大,表面粗糙度较低,膜基结合力好,但纳米硬度值较低.