偏压对MPP制备AlTiSiN纳米复合涂层结构及性能的影响

• 作者: 周晖 张延帅 杨拉毛草 贵宾华 郑军 马占吉
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: AlTiSiN纳米复合涂层 脉冲磁控溅射 基体偏压 组织结构 力学性能 摩擦学性能
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 228-236,275
• 页数: 10页
• 分类号: TG174.442
• 字数: 6468字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.01.027

摘要

目的 实现对AlTiSiN纳米复合涂层微观组织结构的调控及力学性能优化.方法 利用可调控脉冲磁控溅射技术,通过调控基体偏压(?50～?250 V)制备了不同偏压条件下的AlTiSiN纳米复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、薄膜综合性能测试仪及球盘摩擦试验仪,测试了涂层的微观组织结构、组成成分、表面形貌、力学性能及摩擦学性能.结果 偏压对涂层元素组成影响不大.微观组织结构方面,不同偏压条件下制备AlTiSiN纳米复合涂层的晶面衍射峰宽化现象明显,呈现纳米晶组织结构.?200 V条件下制备的涂层的晶面衍射峰呈"馒头峰"形态,表明涂层结晶性能出现明显下降,呈类非晶组织结构;偏压升至?250 V时,高能离子对涂层生长表面的持续轰击作用,使得涂层生长表面升温明显,导致结晶性能出现明显改善.涂层表面光滑致密,表面粗糙度最低可达1.753 nm.力学性能方面,随基体偏压的升高,涂层硬度在取得最大值后逐渐下降,最高硬度可达25.9 GPa,H/E*系数可达0.13.摩擦学性能方面,偏压为?200 V时,涂层磨损率取得最小值4.7×10?15 m3/(N?m).结论 改变基体偏压,成功实现了涂层微观组织结构的调控生长,进而达到了优化涂层组织结构、力学性能及摩擦学性能的目的.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周晖	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	30	70	5.0	5.0
2	郑军	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	17	85	5.0	9.0
3	杨拉毛草	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	8	19	4.0	4.0
4	张延帅	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	10	24	4.0	4.0
5	马占吉	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	2	3	1.0	1.0
6	贵宾华	兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室	4	24	3.0	4.0