CrAlN抗冲蚀涂层制备及性能研究

• 作者: 代明江 刘灵云 李风 林松盛 王迪 石倩 韦春贝
• 来源期刊: 真空
• 学科: 工学
• 关键词: 钛合金 CrAlN涂层 抗冲蚀 靶电流 偏压 气压
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 薄膜
• 页码范围: 40-46
• 页数: 7页
• 分类号: TG178|TB43
• 语种: 中文
• DOI: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.02.08

摘要

为提高钛合金材料抗冲蚀性能,利用真空阴极电弧沉积技术在TC11钛合金上沉积CrAlN涂层,研究靶电流、偏压和气压对涂层结构及性能的影响.采用扫描电镜观察膜层表面和截面形貌,金相显微镜对表面的大颗粒进行定量分析;显微硬度计测量膜层的维氏显微硬度;采用喷砂试验机对涂层的抗冲蚀性能进行测试,通过三维表面轮廓仪测量涂层厚度和侵蚀坑的深度;X射线衍射仪表征涂层中的晶体结构.结果表明:靶电流从70A增大到110A,虽可提高涂层的沉积速率,但会导致涂层表面大颗粒增加,从而降低涂层的抗冲蚀性能;气压从1Pa增大至4Pa,可有效地减少涂层表面颗粒的尺寸及数量,但也会一定程度降低沉积速率及硬度;偏压对CrAlN涂层的结构及性能影响最大,偏压在-50V时涂层呈(200)择优取向,-100V涂层呈(111)择优取向,-200V时,涂层择优取向不明显;且随着偏压的增加,涂层的硬度及抗冲蚀性能增大,在高冲蚀角下,冲蚀的失效机理为脆性失效.结论:工艺参数中靶电流对表面质量的影响最大;涂层的生长取向与偏压密切相关;CrAlN涂层的表面质量及硬度直接影响其抗砂粒冲蚀性能,偏压对涂层抗冲蚀性能影响最大.最终优化的工艺参数为:靶电流90A、偏压-100V、气压4Pa.