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不同碳含量掺杂对多弧离子镀CrCN涂层摩擦学性能的影响
  • ISSN号:0254-6051
  • 期刊名称:《金属热处理》
  • 时间:0
  • 分类:TF764[冶金工程—钢铁冶金] TG142.7[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:[1]昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093, [2]昆明理工大学分析测试中心,云南昆明650093, [3]中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波315201
  • 相关基金:国家自然科学基金(21363012,51374117)
中文摘要:

采用多弧离子镀技术在304不锈钢和单晶硅片上沉积Cr CN涂层,通过改变乙炔流量(20-60 sccm)来控制涂层中的碳含量,利用SEM、XRD、XPS、纳米压痕仪、划痕测试仪及摩擦磨损试验对涂层的微观结构及性能进行了对比研究,分析了不同碳元素的含量对涂层组成及性能的影响。结果表明,随着碳含量的增加,各衍射峰整体呈现出下降趋势,涂层由晶态向非晶态转变,化学成分出现明显变化;当乙炔流量为40 sccm时,硬度、弹性模量和结合力达到最高,分别为25 GPa、345 GPa及77 N。与此同时,随着乙炔流量的增加,涂层的摩擦因数及磨损率呈现出先递减后递增的趋势,在乙炔流量为40 sccm时达到最低,涂层表现出较优异的摩擦学性能。

英文摘要:

CrCN coatings were deposited on 304 stainless steel and silicon wafer using the multi-arc ion plating,and the carbon contents were controlled by different C_2H_2 flow rates that ranged from 20 to 60 sccm. Microstructure and mechanical properties of the CrCN coatings were investigated by SEM,XRD,XPS,nano-indentation,scratch tester and friction and wear test. And the effect of different carbon doping contents on tribological performance of CrCN coating in seawater was studied. The results show that with the gradual increase of carbon contents in the CrCN coatings,the diffraction of peak become lower,the coatings transform from crystalline state to amorphous state,and the chemical composition of the coatings changed significantly at the same time. When the C_2H_2 flow rate is 40 sccm,the hardness,elastic modulus and adhesion force of CrCN coating increase to 25 GPa,345 GPa and 77 N,respectively. Meanwhile,both the friction coefficients and wear rates decrease first and then increase with the increase of C_2H_2 flow rates. The friction coefficient and wear rate of the coating get the lowest value when the C_2H_2 flow rate is 40 sccm,which show excellent tribological performance of the CrCN coating.

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期刊信息
  • 《金属热处理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:北京机电研究所 中国机械工程学会热处理学会 中国热处理行业协会
  • 主编:徐跃明
  • 地址:北京海淀区学清路18号 国家机械工业局北京机电研究所内
  • 邮编:100083
  • 邮箱:jsrcl@vip.sina.com
  • 电话:010-62935465 82415083
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-6051
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1860/TG
  • 邮发代号:2-827
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊一等奖,1996-1998机械工业优秀期刊一等奖
  • 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,美国剑桥科学文摘,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:19186