口头报告多弧离子镀制备Ti2AlN和TiAlCN涂层的结构和性能研究
编号：316
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更新：2020-12-08 09:19:20
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摘要
表面摩擦磨损是机械零部件失效和损伤的主要形式，它决定了材料的使用寿命。而硬质涂层由于具有高硬度和良好的抗磨性，被广泛应用于机械零部件的表面防护，它也从二元发展到多元复合涂层。为了满足当前日益严苛的工艺要求，在TiN涂层中加入Al制得Ti2AlN涂层，元素Al的加入提高了涂层的抗氧化性能。但是其脆性大，摩擦系数较高，而无定形C原子的引入有利于降低其摩擦系数。本实验主要采用了多弧离子镀膜技术分别制备了Ti2AlN和TiAlCN涂层，并对这两种涂层进行了表征分析。用扫描电子显微镜（SEM）观察涂层的表面形貌和 X 射线衍射仪（XRD）等来分析涂层的元素组成和相组成，通过划痕测试、纳米压痕硬度测试和摩擦磨损实验，表征了结合性能、力学性能和摩擦学性能。
结果表明：
(1)Ti2AlN复合涂层没有直接形成Ti2AN相，发现沉积的Ti2AlN涂层具有TiN和TiAlx的混合相结构。用划痕仪测得其涂层界面结合强度为40N，Ti2AlN复合涂层硬度最高可达30 GPa，在干摩擦条件下，它的摩擦系数为0.82，磨损率为1.35×10-5 mm 3 ·N -1 ·m -1。
(2)TiAlCN复合涂层含有单一的fcc-TiN相，在(111)中在衍射峰2h处的优先取向约为36.68°。此外，用划痕仪测得其涂层界面结合强度为70N，其硬度最高可达25 GPa，在干摩擦条件下，其摩擦系数为0.32，磨损率为9.10×10-6 mm 3 ·N -1 ·m -1。
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