N掺杂对磁控溅射Ta涂层微观结构与耐磨损性能的影响

• 作者: 朱圣龙 杨峰 杨莎莎 牛云松 王福会 陈明辉
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: Ta涂层 磁控溅射 N掺杂 磨损
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 308-316
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00136

摘要

采用磁控溅射技术,以AISI304不锈钢为基体,通过在溅射过程中引入不同流量的N2,制备出不同程度N掺杂的Ta涂层,研究了少量N掺杂对Ta涂层微观结构、物相组成、力学及磨损性能的影响.结果 表明,无N掺杂时,Ta涂层中的物相组成为α-Ta,晶粒粗大,(211)和(110)晶面竞争生长;N掺杂后涂层中的物相组成为TaN0.1,晶粒细小并呈(110)择优取向.少量N掺杂可以显著提高Ta涂层的硬度和弹性模量,并大幅度改善其抗磨损性能.涂层硬度和弹性模量的提高与晶粒细化、N原子固溶及涂层中存在的压应力有关.N掺杂后涂层的磨损机制由磨粒磨损向黏着磨损转变.