医用不锈钢表面TiN薄膜的组织结构和力学性能研究

• 作者: 黎波含 马迅 杨溪 李伟 刘平 张柯 马凤仓 王静静
• 来源期刊: 有色金属材料与工程
• 学科: 工学
• 关键词: TiN薄膜 Ti过渡层 304不锈钢 微观组织 力学性能
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 理论研究|Theoretical research
• 页码范围: 36-43,50
• 页数: 9页
• 分类号: TB31|TB34
• 语种: 中文
• DOI: 10.13258/j.cnki.nmme.2022.02.005

摘要

为改善医用不锈钢的耐磨性,采用反应磁控溅射在304不锈钢表面沉积了TiN薄膜,研究了Ti过渡层沉积时间对TiN薄膜微观结构和力学性能的影响.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、纳米压痕仪、FST1000型薄膜应力测试仪、HSR-2M摩擦磨损试验机和WS-2005型涂层附着力自动划痕仪对样品进行微观组织表征和力学性能测试.结果表明,当Ti过渡层沉积时间为20?min,Ti过渡层厚度为340?nm时,TiN薄膜结晶性最强,硬度和弹性模量达到最大值,分别为21.6?GPa和327.5?GPa,平均摩擦因数达到最小值0.45,临界载荷达到最大值24.7?N,TiN薄膜的力学性能、摩擦性能以及与基体的结合力达到最优.进一步延长Ti过渡层的沉积时间,TiN薄膜的柱状晶组织粗化、力学性能、摩擦性能以及与基体的结合力均降低.