贾丛丛
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王恩青
,
葛芳芳
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黄峰
,
李朋
,
鲁晓刚
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.01.010
目的 在室温条件下,采用物理气相沉积( PVD)磁控溅射沉积方法,通过控制Si靶功率制备具有不同Si含量的CrSiN涂层,以探究Si元素对涂层结构和性能的影响.方法 通过X射线衍射、能谱仪测试、纳米压痕测试、维氏硬度压痕测试和摩擦磨损实验,分别评价CrSiN涂层的结构、硬度、韧性和耐磨性能,并通过扫描电子显微镜对压痕形貌进行分析. 结果 所有CrSiN涂层均呈( 111 ) , ( 200 )取向的NaCl结构. 随着Si含量增加,XRD峰呈宽化趋势,晶粒细化效果明显. 随Si元素的加入,CrSiN涂层硬度、模量和韧性均呈先增加后降低的趋势. 相比CrN涂层,Si的原子数分数为3. 2%时,CrSiN涂层的硬度由21. 4 GPa增至35. 7 GPa,模量由337. 7 GPa增至383. 9 GPa,塑性指数由0. 5增至0. 55,实现了强韧一体化. 加入Si元素,CrSiN涂层的耐磨损性能得到改善,且Si的原子数分数为3. 2%,磨损率最低,为1. 0×10-17 m3/(N·m),提高了约一个数量级.结论 Si元素的加入可以有效改善CrSiN涂层的结构,提高CrSiN涂层的硬度、韧性和磨损性能,但需加入适量的Si,才可实现性能最优化.
关键词:
PVD磁控溅射
,
室温
,
Si含量
,
强韧一体
,
摩擦行为
