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新型Ti—Si—C—N纳米复合超硬薄膜的高温热稳定性
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG174.44[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目50271053和50371067,国家自然科学基金委重大国际合作项目50420130033,国家重点基础研究发展规划项目2004CB619302,教育部新世纪优秀人才支持计划项目NCET~04-0934以及西安交通大学博士学位论文基金资助
中文摘要:

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)方法在高速钢基体上沉积出新型Ti—Si—C—N超硬薄膜.Ti—Si—C—N薄膜为纳米晶/非品复合结构(nc—Ti(C,N)/a-Si3N4/a-C—C),当薄膜中Si和C含量较高时,Ti(C,N)转变为TiC,晶粒尺寸减小到2—4nm.薄膜晶粒尺寸和硬度的高温热稳定性均随沉积态薄膜中的原始晶粒尺寸减小而提高,当原始晶粒尺寸在8—10nm之间时,晶粒尺寸和硬度热稳定性可达900℃;当原始晶粒尺寸在2—4nm之间时,晶粒尺寸和硬度热稳定性可达1000℃.薄膜硬度和晶粒尺寸表现出同步的高温热稳定性.分析认为由调幅分解形成的纳米复合结构中的非晶相强烈地抑制晶界滑移与晶粒长大,从而使Ti—Si—C—N薄膜的热稳定性显著提高.

英文摘要:

Superhard nanocomposite Ti-Si-C-N coatings were deposited on substrate of high speed steel using an industrial pulsed d.c. plasma chemical vapor deposition set-up. Detailed microstructure examined by means of XRD, XPS and TEM suggested that the Ti-Si-C-N coatings are a nanocomposite structure composed of nanocrystalline Ti(C, N) and amorphous carbon and Si3N4. When Si and C contents were higher, Ti(C, N) changed to TiC and the crystalline size decreased to 2-4 nm. The high thermal stability of crystallite size and hardness gained improvement with the asdeposited crystallite size decreasing. The crystalline size and hardness of coating showed high thermal stability at 900 ℃ when as-deposited crystallite sizes are in the range of 8-10 nm. When as-deposited crystallite sizes are in the range of 2-4 nm. The crystalline size and hardness of coatings showed high thermal stability even at 1000℃. The possible origin of high thermal stability of superhard nanocomposite Ti-Si-C-N coatings is explained by spinodal decomposition during deposition.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
  • 地址:沈阳文化路72号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
  • 电话:024-23971286
  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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