磁控溅射Cr/CrN和Cr/CrN/CrAlN涂层的抗高温氧化性能

• 作者: 宋肖肖 李柯 胡登科 董艇舰 赵婕宇 陈亚军
• 来源期刊: 中国表面工程
• 学科: 工学
• 关键词: 磁控溅射 Cr/CrN Cr/CrN/CrAlN 涂层 高温氧化 扩散机理
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究
• 页码范围: 63-72
• 页数: 10页
• 分类号: TG174.444
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20190801001

摘要

为了提高航空紧固件涂层的高温工况防护能力,采用磁控溅射技术在钛合金表面分别制备Cr/CrN交替涂层和Cr/CrN/CrAlN涂层,研究氧化时间和氧化温度对涂层高温氧化性能影响.利用SEM、EDS和XRD进行微观形貌和物相成分分析,采用热重法分析氧化增重量(w)和氧化速率常数(k),使用显微硬度计测试涂层高温氧化后硬度.结果 表明:随着氧化时间和氧化温度的增加,涂层硬度均降低,但Cr/CrN/CrAlN涂层下降趋势更缓;两种涂层的w和k均上升,其中Cr/CrN/CrAlN涂层w和k增幅均低于Cr/CrN交替涂层,950℃氧化96 h后Cr/CrN/CrAlN涂层和Cr/CrN交替涂层的w值分别为40 mg/cm2和135.7 mg/cm2,其对应的k分别为0.1996和0.4092,说明Cr/CrN/CrAlN涂层抗高温氧化性更好.Cr/CrN/CrAlN涂层活化能Ea值比Cr/CrN交替涂层高48.5％,Cr/CrN/CrAlN涂层在高温下产生Cr2O3和Al2O3的混合氧化物,结构更致密,Cr/CrN/CrAlN涂层抗高温氧化性能高于Cr/CrN交替涂层.