TiN涂層和TiAlN涂層結(jié)合強(qiáng)度及抗氧化性能的研究.pdf

1、本文采用磁控濺射鍍?cè)诓讳P鋼表面制備了TiAlN涂層及TiN涂層，利用用壓痕實(shí)驗(yàn)及劃痕實(shí)驗(yàn)對(duì)涂層的結(jié)合強(qiáng)度和失效機(jī)制進(jìn)行了對(duì)比分析，利用多道次劃痕實(shí)驗(yàn)和摩擦實(shí)驗(yàn)對(duì)涂層的耐磨性進(jìn)行了分析，利用高溫氧化實(shí)驗(yàn)對(duì)涂層的氧化行為及抗氧化性能進(jìn)行了分析。主要研究成果有:
　　1.通過(guò)磁控濺射鍍?cè)?04不銹鋼表面制備了TiAlN涂層和TiN涂層，涂層均勻致密，其中，TiAlN涂層的納米硬度為2781HV，TiN涂層的納米硬度為2172HV，因?yàn)锳

2、l的加入使得TiAlN涂層的強(qiáng)度得到顯著提升。
　　2.壓痕實(shí)驗(yàn)表明在不銹鋼表面制備的TiN涂層和TiAlN涂層都具有足夠的強(qiáng)度。劃痕實(shí)驗(yàn)中，TiN涂層的臨界載荷是8N，TiAlN涂層的臨界載荷是13N，TiAlN涂層具有更好的結(jié)合力。
　　3.在工件表面制備TiAlN涂層可以明顯的提高工件的摩擦性能，延長(zhǎng)使用壽命。TiAlN涂層擁有與TiN涂層相近的摩擦系數(shù)，但是由于TiAlN涂層硬度明顯高于TiN涂層，其具有更加優(yōu)異的耐

3、磨性。
　　4.TiN是有強(qiáng)烈的沿(111)面的擇優(yōu)取向，屬于典型的NaCl結(jié)構(gòu)，而Al原子取代部分Ti原子形成TiAlN后，晶格發(fā)生畸變，涂層的(111)面擇優(yōu)取向減弱。
　　5.TiN涂層的高溫氧化性能較差，在500℃時(shí)，即發(fā)生氧化，生成TiO2的氧化膜不具有致密性，因而對(duì)涂層缺乏保護(hù)作用。而在TiAlN涂層中，在高溫下涂層中會(huì)發(fā)生Al原子的向外擴(kuò)散，在涂層表面生成了一層致密連續(xù)的Al2O3的氧化膜，可以有效阻止O原子向