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具有不同插入层的CrNx涂层的结构和性能
  • ISSN号:0490-6756
  • 期刊名称:《四川大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TB43[一般工业技术] TG174.453[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]核工业西南物理研究院,成都610041, [2]四川大学材料科学与工程学院,成都610064, [3]成都大学工业制造学院,成都610106
  • 相关基金:国家自然科学基金(10875038)
中文摘要:

采用直流反应磁控溅射技术,在AISI304不锈钢基体上镀制了三种具有不同插入层结构的CrNx涂层.用X射线晶体衍射仪(XRD)表征了涂层的晶体结构,用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的横断面组织形貌,用原子力显微镜(AFM)观察分析了涂层的表面形貌,并用划痕法测试涂层的结合力,纳米硬度计测试涂层硬度.所有涂层都呈B1 NaCl型面心立方结构,具有明显的(200)择优取向.但是,具有不同插入层结构的涂层的晶体衍射峰的位移角度及方向不同.并且在具有Cr/CrNx多层交替结构作为插入层的涂层的晶体结构中出现了Cr的衍射峰.在这种具有不同插入层结构的CrNx涂层中,Cr/CrNx多层交替结构作为插入层的涂层具有最小晶粒尺寸,较高的表面粗糙度,最高的纳米硬度值和较差的膜基结合力;而具有氮含量连续增加梯度结构作为插入层的涂层晶粒尺寸较大,表面粗糙度较低,膜基结合力好,但纳米硬度值较低.

英文摘要:

CrNx coatings with different interlayer were deposited on AISI 304 stainless steel substrate by conventional DC magnetron sputtering technology in this paper. The crystal structure of prepared coatings was characterized by X-ray diffractometry. The fractured cross-sectional morphology of the coatings was observed using scanning electron microscopy. The surface morphology of coatings was analyzed using atomic force microscope. The mechanical properties of the samples such as hardness and adhesion were characterized using nanoindentation technique and scratch test. The results show that all investigated CrNx coatings presented a B1 NaCl type crystal structure with a stronger (200) preferred orientation. However, the shift of CrN diffraction peaks and its orientation are different in CrNx coatings with different interlayer. Furthermore, there are Cr phases in the coatings that Cr/CrNx multilayer was alternately deposited in the interlayer. In three kinds of them, CrN, coatings that Cr/CrNx multilayer was alternately deposited in the interlayer showed the smallest grain size, more rough surface, and in turn higher hardness of about 31GPa and worse adhesion. On the contrary, CrNx coatings that the content of nitrogen is gradually increased in the interlayer presented the bigger grain size, smooth surface, and in turn lower hardness and best adhesion.

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期刊信息
  • 《四川大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:四川大学
  • 主编:刘应明
  • 地址:成都九眼桥望江路29号
  • 邮编:610064
  • 邮箱:
  • 电话:028-85410393 85412393
  • 国际标准刊号:ISSN:0490-6756
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1595/N
  • 邮发代号:62-127
  • 获奖情况:
  • 国家“双效”期刊,四川省十佳科技期刊,教育部全国高校优秀学报二等奖(1995,1999),四川省科技优秀期刊一等奖(1996,2000)
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,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:10542