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PCVD法制备的Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温氧化行为
  • 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50371067和50671079、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及西安交通大学博士学位论文基金项目X020-082062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Ti-Si-C-N超硬薄膜.XRD,XPS及HRTEM等测试表明,薄膜由纳米晶/非晶复合结构组成(nc-Ti(C,N)/a-Si3N4/a-C-C或nc-Ti(C,N)/h-Si3N4/a-Si3N4/a-C-C).Ti(C1N)显示(200)晶面择优取向.高温氧化实验显示:随Ti含量降低和Si含量增大,Ti-Si-C-N薄膜的抗氧化温度逐步提高;当Ti含量为8.7%、Si含量为17.8%时,薄膜中出现少量晶化的密排六方结构的h-Si3N4,弥散分布在非晶基体中,薄膜抗氧化温度达到900℃.Ti-Si-C-N薄膜的氧化过程分为增重和失重两个阶段,进入失重阶段后薄膜很快失效.

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 (PCVD) set-up. Detailed microstructure examined by means of XRD, XPS and TEM suggested that the Ti-Si-C-N coatings were the nanocomposite structure composed of nanocrystalline Ti(C, N) and amorphous carbon and Si3N4, occasionally h-Si3N4. Ti(C, N) showed a strong (200) preferred orientation. With increasing of Ti content and decreasing of Si content, high-temperature oxidation resistance was improved gradually. When Ti and Si contents were 8.7% and 17.8%, respectively, the coating exhibited the better high temperature (900 ℃) oxidation resistance, which is related to the increase of amorphous Si3N4 and h-Si3N4 appeared dispersively in the amorphous matrix, both can act as an efficient barrier against oxygen diffusion. Two-stage oxidation process involving mass gain and loss were observed, the failure of the coating took place in the process of mass loss.

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  • 《金属学报》
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  • 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
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  • 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
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