TiAlN/VN纳米多层膜的微结构与力学和摩擦学性能

作     者：李淼磊 王恩青 岳建岭 黄小忠 LI Miao-Lei;WANG En-Qing;YUE Jian-Ling;HUANG Xiao-Zhong

作者机构：中南大学航空航天学院长沙410083 中南大学新型特种纤维及其复合材料湖南省重点实验室长沙410083 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2017年第32卷第12期

页      面：1280-1284页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51201187) 湖南省科技计划项目(2015TP1007)~~ 

主　　题：反应磁控溅射 TiAlN/VN纳米多层膜 摩擦性能 

摘      要：采用反应磁控溅射制备了Ti Al N/VN纳米多层膜,并使用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、纳米压痕仪和多功能摩擦磨损试验机对多层膜的微结构与力学和摩擦学性能进行了表征和分析。研究结果表明:不同调制周期的Ti Al N/VN多层膜均呈典型的柱状晶生长结构,插入VN层并没有打断Ti Al N涂层柱状晶的生长。在一定调制周期下,Ti Al N/VN纳米多层膜中的Ti Al N和VN层之间能够形成共格生长结构,其硬度和弹性模量相比于Ti Al N单层膜均有显著提升,其中,Ti Al N(10 nm)/VN(10 nm)的硬度和弹性模量最大增量分别达到39.3%和40.9%。Ti Al N/VN纳米多层膜的强化主要与其共格界面生长结构有关。另外,Ti Al N单层膜的摩擦系数较高(~0.9),通过周期性地插入摩擦系数较低的VN层能够使得Ti Al N的摩擦系数大大降低,Ti Al N/VN纳米多层膜的摩擦系数最低为0.4。