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基材温度对磁控溅射制备的Ti-Al-Si-Cu-N涂层的微观结构及摩擦学性能的影响
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG174.45[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:南昌航空大学,江西南昌330063
  • 相关基金:National Natural Science Foundation of China(51005111,51365041)
作者: 冯长杰, 陈恩
中文摘要:

采用反应磁控溅射技术在304不锈钢基片上沉积Ti-Al-Si-Cu-N涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机研究了不同基材温度(沉积温度)对涂层结构和摩擦学性能的影响。结果表明:随着沉积温度从室温升至250℃,涂层表面变得平滑,结构致密。硬度和弹性模量随沉积温度的升高而升高。划痕试验表明:当沉积温度分别为室温,150和250℃时,临界载荷为3.85,3.45和5.10 N。当沉积温度为250℃时,涂层的摩擦系数和磨损速率最小,摩擦过程中产生的磨屑主要来自GCr15不锈钢珠。在较低的沉积温度下,涂层的磨损机理主要为疲劳断裂和磨粒磨损,而250℃沉积的涂层的磨损机制主要为磨粒磨损。

英文摘要:

Ti-Al-Si-Cu-N films were deposited on the AISI-304 stainless steel by reactive magnetron sputtering technology.The influences of the substrate temperature(deposition temperature) on the microstructure and properties of the films were researched by scanning electron microscope(SEM),energy disperse spectroscopy(EDS),X-ray diffraction(XRD),a nano-indenter,a scratch tester and a ball-on-disc rotational tribometer.The results indicate that when the deposition temperature increases from room temperature to 250 oC,the films become smoother and denser.The hardness and elastic modulus increase with the increase of the deposition temperature.The scratch tests show that when the deposition temperature is RT,150 and 250 oC,the critical load of the films is 3.85,3.45 and 5.10 N,respectively.The friction coefficient and wear rate of the Ti-Al-Si-Cu-N film deposited at 250 oC are the smallest,and the wear debris is mainly from the counterparts GCr15 stainless steel balls,The wear mechanism of the films deposited at lower temperatures is mainly fatigue fracture and abrasive wear,while that of the film deposited at 250 oC is abrasive wear.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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)
  • 被引量:24715