可控阴极弧制备的梯度及调制多层CrN/Cr薄膜的组织结构和力学性能研究

采用可控阴极弧的沉积方法在GCr15基体上制备了梯度和调制多层结构的氮化铬/铬(CrN/Cr)薄膜,对不同的CrN/Cr薄膜的组织结构、力学性能和耐磨性能进行了研究。通过扫描电镜、能量散射谱、X射线衍射、纳米压痕、划痕试验、微摩擦磨损测试仪及形貌测试仪对薄膜的组织结构、成份、力学性能、结合强度及耐磨性能进行了分析。结果表明:制备的薄膜厚度约5.5μm,梯度结构及调制多层CrN/Cr薄膜呈现明显的立方CrN(111)(200)取向,薄膜力学性能(包括硬度,模量,结合强度等)及耐磨性能均与不同的结构及调制周期相关。梯度结构的CrN/Cr薄膜硬度达到25 GPa,结合强度55 N,磨损率为32.754×10-6mm3/N·m,力学及耐磨性能明显优于其它多层结构,说明梯度结构可有效地改善CrN/Cr薄膜的性能。

不同微结构Ti/TiN多层涂层的抗冲蚀性能研究

采用离子源辅助的真空多弧镀膜机在TC11基体上制备了不同层间结构的多层结构TiN/Ti涂层。研究了各涂层的微结构对涂层力学性能和抗冲蚀行为影响。研究发现与基体相比制备涂层后的试样冲蚀磨损率明显降低,最大降幅可达90%。不同微结构的TiN/Ti多层结构涂层的破坏形式与Ti金属层与TiN层分布有非常密切的联系,TiN较厚时整体硬度较高,涂层抵抗冲击破坏的能力强,裂纹不容易产生.经过冲刷试验后普遍呈现梯田型的冲刷痕迹,从冲刷坑中心部位向边缘部位延伸,涂层逐层脱落而造成冲蚀流失,没有出现整体脱落的情况。

气压及偏压对磁控溅射TaN薄膜力学性能影响

采用电子回旋共振增强磁控溅射在不锈钢基体上制备六方相TaN薄膜,并研究了气压及偏压对TaN薄膜结构、力学性能的影响。利用X射线衍射、扫描电镜、原子力显微镜分析薄膜化学结构及形貌,利用纳米压痕、划痕实验仪对薄膜力学性能进行测定。研究表明,制备气压上升影响六方TaN相择优取向,气压、Ar/N2流量比及偏压改变对TaN薄膜力学性能有较大影响。实验证明在1.1×10-1Pa,偏压100V下制备的TaN薄膜具有最高硬度32.4 GPa,最高结合力极限载荷27 N。