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表面技术 2020年第8期49卷 185-191页

作者：周子超张豪张雪常伟杰宋玲玲黄传多树旺江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室南昌330013

目的基于细晶强化理论,借助新型涂层制备技术获得综合性能优良的crsin涂层,研究Si含量对涂层微观结构、力学性能及耐磨性能的影响规律。方法采用等离子体增强磁控溅射技术,制备四种含有不同Si含量的crsin涂层。使用X射线能谱仪(EDS)、X... 详细信息

目的基于细晶强化理论,借助新型涂层制备技术获得综合性能优良的crsin涂层,研究Si含量对涂层微观结构、力学性能及耐磨性能的影响规律。方法采用等离子体增强磁控溅射技术,制备四种含有不同Si含量的crsin涂层。使用X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM),分析涂层的化学成分、晶体结构、微观形貌和表面粗糙度。使用纳米压痕/划痕仪测试涂层的显微硬度、杨氏模量和结合力。使用摩擦磨损试验仪考察涂层的摩擦磨损行为。结果crsin涂层中Si含量随着Si靶功率的增加而增加。所有涂层中均未检测到含Si物相,主要由CrN相组成。随着Si含量的增加,CrN(111)衍射峰逐渐减弱直至消失,涂层由疏松的三角锥结构逐渐变为致密平整的CrN纳米晶和Si3N4非晶共存的复合结构,涂层表面粗糙度显著降低,涂层的显微硬度、杨氏模量、结合力及耐磨性能均呈现先增后降的趋势。结论Si含量为18.5%的crsin涂层具有最佳的耐磨性能,此时涂层的硬度、杨氏模量、结合力和平均摩擦系数分别约为27 GPa、327 GPa、30 N和0.289。

关键词：等离子体增强磁控溅射技术 crsin涂层 Si含量微观结构力学性能摩擦磨损

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磁控溅射crsin涂层及其摩擦磨损性能研究

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电镀与精饰 2022年第7期44卷 36-41页

作者：付保英鹤壁职业技术学院机电工程学院河南鹤壁458030

采用磁控溅射沉积方法,改变Si靶功率制备不同Si含量的crsin涂层。通过X射线能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪、扫描电镜分析涂层的化学成分、晶体结构和微观形貌,使用纳米划痕仪和摩擦磨损试验仪测试涂层的硬度、结合力和摩... 详细信息

采用磁控溅射沉积方法,改变Si靶功率制备不同Si含量的crsin涂层。通过X射线能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪、扫描电镜分析涂层的化学成分、晶体结构和微观形貌,使用纳米划痕仪和摩擦磨损试验仪测试涂层的硬度、结合力和摩擦磨损行为。结果表明:随着Si靶功率的增加,crsin涂层中Si含量增加,涂层由疏松的三角锥结构转变为致密的CrN纳米晶粒和Si_(3)N_(4)非晶复合结构,涂层硬度、结合力和摩擦系数均呈现先增加后减小的趋势,当Si靶功率为60 W时,涂层具有最佳的摩擦磨损性能,涂层硬度、结合力和摩擦系数分别为23.7 GPa、29.4 N和0.29。

关键词：磁控溅射 crsin涂层 Si含量微观结构摩擦磨损

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面向海洋环境的Cu-crsin涂层设计及其摩擦腐蚀性能研究

面向海洋环境的Cu-CrSiN涂层设计及其摩擦腐蚀性能研究

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作者：丁云仕南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文使用闭合场非平衡磁控溅射技术在Ti6Al4V合金和Si片上分别沉积了具有不同Cu含量的Cu-crsin涂层。分别利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)测试分析了涂层的晶相结构,成分和价键状态,以及涂层的表面和截面... 详细信息

本文使用闭合场非平衡磁控溅射技术在Ti6Al4V合金和Si片上分别沉积了具有不同Cu含量的Cu-crsin涂层。分别利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)测试分析了涂层的晶相结构,成分和价键状态,以及涂层的表面和截面形貌;涂层的硬度以及韧塑性等力学性能则通过超显微硬度仪测量计算得出;涂层在人工海水环境中的摩擦学性能通过使用自制的球盘式摩擦磨损机进行试验测试,再通过配有能量色散(EDS)的扫描电镜(SEM),白光干涉仪来观测分析磨痕,研究涂层的磨损机理;使用三电极电化学工作站测量涂层在海水中开路电压,电化学阻抗谱和极化曲线;使用XPS,SEM,EDS分析腐蚀表面和腐蚀产物,研究涂层的腐蚀机理,研究发现如下。1)Cu-crsin涂层中Cu元素的含量随Cu靶溅射电流的增加从1.85 at.%增加至9.34 at.%。Cu元素主要以非晶金属单质的形式分布在Cr N晶粒之间。涂层中的Cr N晶体均沿(200)方向择优生长。Cu-crsin涂层的微观结构是由Cr N晶粒、非晶Si N以及非晶Cu组成的纳米复合结构。涂层中掺杂少量Cu元素时(1.85 at.%),涂层的硬度从29.6 GPa增长到35.2 GPa;Cu含量最高为9.34 at.%时,涂层的硬度也最低为20.8 GPa。2)对磨球的损耗随着涂层中Cu元素的增加而减小,而涂层的磨损率则随着Cu含量的增加而增大,当Cu含量为1.85 at.%时,涂层磨损率最低,为4.995×10 mm/Nm。高Cu含量(5.61at.%～9.34 at.%)的掺杂显著减小了涂层与SiN对磨球对磨过程中的摩擦系数,Cu含量为5.61 at.%时,涂层的摩擦系数最低,为0.027;Cu-crsin涂层中的Cu元素在对磨过程中反应生成了Cu O,由于Cu O具有良好的润滑性,所以降低了涂层的平均稳态摩擦系数,而过多的Cu元素掺杂(3.24～9.34 at.%)使得涂层有较低的硬度和良好的塑性变形能力,在对磨过程中极易发生塑性变形,提高了涂层表面的粗糙度,从而导致摩擦系数升高。3)掺杂Cu元素后,涂层的自腐蚀电位升高,降低了涂层发生腐蚀的热力学趋势。低Cu含量(0～1.85 at.%)掺杂时,Cu-crsin涂层的电荷转移电阻R最高(1.73×10～3.38×10Ωcm)。掺Cu后,涂层的自腐蚀电流急剧增大,其中Cu含量为1.85 at.%时,Cu-crsin涂层的自腐蚀电流较小;所以掺Cu后,涂层的耐腐蚀性能降低,其中,Cu含量为1.85 at.%的Cu-crsin涂层的耐腐蚀性能较好。所有涂层的表面都形成了钝化层,提升了涂层的耐腐蚀性能。但是Cu掺杂后,涂层中形成了原电池腐蚀,且随着Cu含量的增加,涂层表面由点蚀演变成晶界腐蚀,进一步加剧了涂层的腐蚀,降低了涂层的耐腐蚀性能。

关键词： crsin涂层 Cu掺杂力学性能摩擦腐蚀

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Si含量对crsin涂层组织结构及性能的影响

Si含量对CrSiN涂层组织结构及性能的影响

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2015年广东省真空学会学术年会

作者：刘章鹏彭继华苏东艺材料科学与工程学院学院华南理工大学广州今泰科技股份有限公司

本文在多弧离子镀设备上使用CrSi靶与Cr靶在硬质合金YG6基体上制备不同Si含量的crsin硬质涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(OM)及X射线衍射仪(XRD)对crsin涂层样品的组织形貌及物相结构进行表征;采用维氏硬度计、CSM微纳米力... 详细信息

本文在多弧离子镀设备上使用CrSi靶与Cr靶在硬质合金YG6基体上制备不同Si含量的crsin硬质涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(OM)及X射线衍射仪(XRD)对crsin涂层样品的组织形貌及物相结构进行表征;采用维氏硬度计、CSM微纳米力学性能测试系统、球盘式摩擦磨损仪对crsin涂层样品的力学性能进行表征。研究结果表明:采用相同工艺参数制备crsin涂层,随着Si含量的增加,涂层表面大颗粒的尺寸及数量增加,涂层的硬度及膜基结合力呈现先增大后减小的趋势,在Si含量为10%时HV达到3000为最大,在Si含量为8.8%时膜基结合力达到16.1N为最大:在载荷为1N时,随着Si含量的增加,crsin与ADCl2小球对磨后稳态摩擦系数先降低后增大,Si含量为10.2%时摩擦系数最小约为0.15,其中磨损形式主要考虑为粘着磨损及氧化磨损。

关键词： crsin涂层 Si含量力学性能

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CrN基涂层的制备及其性能研究

CrN基涂层的制备及其性能研究

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作者：许向敏江西科技师范大学

学位级别：硕士

硬质涂层涂覆在材料表面可以使材料与外界环境隔离开,能作为有效的热屏障和化学屏障,预防材料的摩擦磨损、氧化及腐蚀。不仅能极大地延长材料的使用寿命,还能赋予材料一些新的性能。本论文中采用闭合场非平衡反应磁控溅射技术成功制备了... 详细信息

硬质涂层涂覆在材料表面可以使材料与外界环境隔离开,能作为有效的热屏障和化学屏障,预防材料的摩擦磨损、氧化及腐蚀。不仅能极大地延长材料的使用寿命,还能赋予材料一些新的性能。本论文中采用闭合场非平衡反应磁控溅射技术成功制备了CrN,并以之为基础,合成了crsin及CrHfSiN涂层,对各涂层结构及性能进行分析,主要研究内容有：(1)采用直流磁控溅射制备了CrN涂层,并研究了氮气流量和基体偏压对涂层的影响。结果表明：随两者增大涂层晶粒细化,表面致密度增加;涂层中物相皆以CrN、Cr、Cr2N为主,无明显择优取向;涂层硬度随氮气增加而降低,随偏压增大而提高。(2)采用高功率脉冲磁控溅射技术制备了CrN涂层,并研究脉冲宽度对涂层的影响。该方法制备的CrN涂层晶粒间熔融凝聚程度增强,晶体生长取向性增强。涂层的结合力在脉宽增大过程中先增后减,硬度则随之增大。(3)向CrN涂层中引入Si制备了crsin涂层。优化后crsin涂层的沉积工艺为N2/Ar含量为18：12,电源功率为600 W,偏压为-50 V,工作压力为0.5 Pa,温度为200℃。crsin涂层主要由CrN和Cr组成,涂层沉积速率随Si的增加而降低,硬度随Si的增加先增后降。与CrN涂层相比,crsin涂层摩擦系数更低,结合力和硬度更高。当Si含量为1.13%时涂层硬度高于4200HV0.01。对crsin涂层进行恒温氧化,800℃时涂层仅外侧被氧化,涂层能较好的保护基体;900℃时涂层外侧氧化严重,并产生向涂层内部延伸的缺陷,但仍能保护基体。(4) CrHfSiN涂层表面致密,截面形貌显示其仍为柱状晶。涂层物相以CrN为主,还有少量的Cr2N和HfN。涂层进行恒温氧化,800℃和900℃时,涂层中的相主要为Cr2N和Cr203。此过程中涂层内部生成了致密的氧化膜,形成氧向涂层内部扩散的屏障,从而保护基体未被氧化;1000℃时,涂层中的相以Cr203和Fe203为主,涂层氧化严重,内部应力增大,涂层局部剥落导致基体被氧化。

关键词：闭合场非平衡磁控溅射 CrN涂层 crsin涂层 CrHfSiN涂层抗高温氧化性能

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超硬纳米复合涂层的组织结构与摩擦学性能

超硬纳米复合涂层的组织结构与摩擦学性能

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第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛

作者：欧阳家虎 Takashi Murakami Shinya Sasaki 雷廷权王亚明哈尔滨工业大学材料学院材料科学系特种陶瓷研究所 Tribology Group National Institute of Advanced Industrial Science and Technology （AIST）1-2 NamikiTsukubaIbaraki 305-8564Japan Tribology Group National Institute of Advanced Industrial Science and Technology （AIST）1-2 NamikiTsukubaIbaraki 305-8564Japan 哈尔滨工业大学材料学院材料科学系特种陶瓷研究所哈尔滨工业大学材料学院材料科学系特种陶瓷研究所

＜正＞本文采用非平衡磁控溅射（UBMS）和阴极弧离子镀（CAIP）方法制备了含钛类金刚石（Ti-DLC）涂层、超硬氮化物crsin涂层和VN/TiN多层复合涂层,并对涂层的组织结构、高温稳定性、在不同磨损条件下的摩擦学性能和磨损机制进行了研究... 详细信息

＜正＞本文采用非平衡磁控溅射（UBMS）和阴极弧离子镀（CAIP）方法制备了含钛类金刚石（Ti-DLC）涂层、超硬氮化物crsin涂层和VN/TiN多层复合涂层,并对涂层的组织结构、高温稳定性、在不同磨损条件下的摩擦学性能和磨损机制进行了研究。Ti-DLC涂层中非晶基体主要由sp3和sp3

关键词：非平衡磁控溅射阴极弧离子镀含钛类金刚石(Ti-DLC)涂层 crsin涂层 VN/TiN多层涂层组织结构摩擦磨损摩擦化学反应高温

来源： cnki会议 cnki会议评论

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