梯度基体负偏压真空多弧离子镀沉积TiN涂层及其力学性能

• 作者: 曾华智 沈军 王海
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 多弧离子镀 TiN 梯度涂层 纳米压痕 纳米划痕 力学性能
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术 Coating Material and Technology
• 页码范围: 79-83
• 页数: 5页
• 分类号: TG174.444
• 字数: 2814字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.02.012

摘要

目的：通过梯度基体负偏压沉积工艺,获得综合性能优良的TiN涂层。方法采用多弧离子镀工艺,在0~-180 V连续变化的梯度基体负偏压参数下沉积梯度TiN涂层。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过纳米压痕和纳米划痕对涂层的力学性能进行系统研究。结果与无梯度沉积的涂层相比,梯度基体负偏压沉积TiN涂层的(111)晶面衍射峰减小,厚度增加,表明涂层的沉积速率增大。经测试,梯度涂层的断裂临界载荷Lc2=215.21 mN,硬度值H=31.2 GPa,弹性模量E=498 GPa,塑性变形临界载荷Ly=81.65 mN；无梯度沉积涂层的Lc2=248.63 mN,H=29.6 GPa,E=452 GPa,Ly=23.39 mN。二者相比之下,梯度涂层虽然断裂临界载荷有所减小,但硬度值和弹性模量均有所增大,并且塑性增大,塑性变形临界载荷大幅增加,综合力学性能提高。结论梯度基体负偏压沉积工艺改变了常规的单一参数设置,在沉积过程中,基体负偏压对涂层生长的影响不断改变,获得的涂层具有结构上的梯度变化,从而力学性能得到了改善。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	沈军	同济大学材料科学与工程学院	199	2285	26.0	36.0
2	王海	同济大学材料科学与工程学院	41	168	6.0	10.0
3	曾华智	同济大学材料科学与工程学院	1	1	1.0	1.0