磁控濺射法制備Cr-N系蔳膜及其性能評價.pdf

1、CrN薄膜由于具有優(yōu)良的耐磨性能、熱穩(wěn)定性能和抗氧化性能，被廣泛應(yīng)用于刀具和模具的表面涂層，以提高機械部件的使用壽命。為進一步改善CrN薄膜的性能，采用磁控濺射法制備了不同氮流量比條件下的CrN薄膜、不同調(diào)制周期和層厚比的Cr/CrN多層薄膜以及不同偏壓下的CrSiN復(fù)合薄膜，系統(tǒng)地研究了薄膜的成分和組織結(jié)構(gòu)對力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能和腐蝕性能的影響。
　　 研究了沉積工藝對CrN薄膜的組織和性能的影響，結(jié)果表明，隨著氮流量比增大，

2、直流磁控濺射CrN薄膜中的N含量增大，薄膜始終由CrN相組成，呈[111]擇優(yōu)生長，薄膜由疏松的柱狀結(jié)構(gòu)趨向較為致密的柱狀結(jié)構(gòu)，顯微硬度從500HV增至1600HV；而射頻磁控濺射CrN薄膜在氮流量比增大過程中發(fā)生了CrN和Cr2N兩相共存向CrN單相的組織轉(zhuǎn)變，顯微硬度亦增大，具有更加優(yōu)良的膜基結(jié)合性能。耐腐蝕性試驗表明，氮流量比為0.7時的直流CrN薄膜和氮流量比為0.5時的射頻CrN薄膜具有低的腐蝕電流密度，抗腐蝕性良好。

3、　　 研究了直流磁控濺射法制備Cr/CrN多層結(jié)構(gòu)薄膜的結(jié)構(gòu)和性能，結(jié)果表明，隨著調(diào)制周期（層厚比固定為1）和層厚比(調(diào)制周期固定為400nm)的減小，Cr/CrN多層膜在每個單層中以細小的柱狀結(jié)構(gòu)生長，薄膜結(jié)構(gòu)致密，始終由Cr相和CrN相組成，顯微硬度增大，磨損率下降，摩擦系數(shù)約為0.85。
　　 為進一步提高CrN薄膜的組織致密性，研究了Si合金化對其結(jié)構(gòu)和性能的影響，結(jié)果表明，隨著偏壓的增大，Si含量保持為11at.％，