碳纤维树脂基复合材料表面CrAlSiN膜层的性能

• 作者: 刘振宾 周艳文 张罡 武小娟 马明庆
• 来源期刊: 沈阳理工大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 磁控溅射 CrAlSiN薄膜 过渡层 碳纤维树脂基复合材料 硬度模量 摩擦磨损性能
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 材料与化工
• 页码范围: 41-45
• 页数: 5页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-1251.2020.02.008

摘要

以金属铬过渡层为变量,利用磁控溅射方法在碳纤维增强环氧树脂基复合材料表面分别沉积制备出CrAlSiN单层薄膜和含有铬过渡层的CrAlSiN薄膜,通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、纳米压痕仪等检测手段,表征了两种薄膜的表面形貌、成分组成、相结构、硬度及弹性模量等关键本征特性,并借助摩擦磨损试验机,研究了薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:含有铬过渡层的CrAlSiN薄膜表面更平整致密,晶粒更细小,平均硬度和平均模量分别为3.723GPa和22.405GPa,对基材硬度和模量的提升率远高于CrAlSiN单层薄膜;在以氧化锆为摩擦副,试验力10N,往复频率3Hz,加载时间10 min的摩擦磨损试验参数下,含有铬过渡层的CrAlSiN薄膜表现更加稳定,摩擦系数始终保持在0.1左右的较低水平,摩擦磨损性能更优异.