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氮流量对孪生靶磁控溅射沉积氮化铬薄膜性能的影响
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:《真空科学与技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB3[一般工业技术—材料科学与工程] TG14[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:北京印刷学院等离子体物理与材料研究室,北京102600
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11375031,11505013);北京市自然基金及重点(4162024,KZ201510015014,KZ04190116009/001,KM201510015009,KM201510015002);CGPT,CIT&TCD201404130;北京印刷学院北印英才选拔与培养;西安交通大学电力绝缘和电力设备国家重点实验室开放课题(EIPE15208);2016年北京市本科生科学研究计划项目(22150116005/067).
中文摘要:

采用中频孪生靶反应磁控溅射在金属镍基底上制备氮化铬薄膜。利用X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电子显微镜、原子力显微镜、磨擦磨损试验仪和电化学工作站等系统研究了氮气流量(即氮/氩流量比)对薄膜的相结构、显微硬度、表面形貌、附着力、耐磨性和耐腐蚀性的影响。结果得到随氮/氩流量比的增加,CrNx薄膜成分经历了一个由Cr→Cr+Cr N→Cr+Cr2N+Cr N的演化过程,薄膜形貌由致密、球状颗粒向类长方体规则形状的面心结构转化;而薄膜的表面粗糙度则呈现出在低氮时稍微下降,高氮含量时又快速增加的趋势,在N2/Ar流量比为23/53时,粗糙度达到最小;耐磨性、硬度都呈现随着氮流量的增加先上升后下降;薄膜耐腐蚀性能随氮的加入明显得到改善。综合性能分析认为,制备2.5μm厚的氮化铬薄膜时在N2/Ar(流量比)为23/53较为合适。

英文摘要:

The chromium nitride (CrNx) coatings were deposited by mid-frequency dual-target reactive mag- netron sputtering on Ni-substrate. The influence of the ratio of NE/Ar flow-rates on the microstructures, phase-struc- tures, mechanical behavior and interfacial properties was investigated by X-ray diffraction, scanning electron micros- copy, atomic force microscopy, electrochemical workstation and conventional mechanical probes. The results show that the N2/Ar flow-rate ratio significantly affected the microstructures, phase-structures and tribological properties. For example, as the N2/Ar ratio increased, the Cr-phase transitions, Cr→Cr + CrN→Cr + Cr2 N + CrN, occurred, ac- companied by an increase of the surface roughness because the spherical grains rapidly turned into rectangular-like fcc-phased grains ,with the surface roughness minimized at N2/Ar = 23/53. As the N2 flow-rate increased, the surface micro-hardness and wearesistance changed in an increase-decrease mode, and the corrosion-resistance sharply increased. At N2/Ar =23/53 ,high quality chromium nitride coatings,2.5 μm thick,were synthesized.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国真空学会
  • 主编:李德杰
  • 地址:北京朝阳区建国路93号万达广场9号楼614室
  • 邮编:100022
  • 邮箱:cvs@chinesevacuum.com
  • 电话:010-58206280
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5177/TB
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  • 国内外数据库收录:
  • 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,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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