【摘 要】
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目的 对比研究TiAlCN和TiAlN涂层的结构、塑韧性、结合力和摩擦磨损性能.方法 采用多弧离子镀技术制备了TiAlCN和TiAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)研究了涂层的微观形貌、元素和物相组成.通过纳米压痕、纳米划痕、划痕测试仪和摩擦磨损实验研究了涂层的硬度、塑韧性、结合力和摩擦学性能.结果 TiAlCN和TiAlN涂层表面均匀致密,有明显的柱状晶结构特征.TiAlN涂层的硬度(29.4±2.2)GPa大于TiAlCN涂层的硬度(22.5±1.1
【机 构】
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中国科学院宁波材料技术与工程研究所 海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,浙江 宁波 315201;中国科学院大学 材料科学与光电研究中心,北京100049;中国科学院宁波
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目的 对比研究TiAlCN和TiAlN涂层的结构、塑韧性、结合力和摩擦磨损性能.方法 采用多弧离子镀技术制备了TiAlCN和TiAlN涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)研究了涂层的微观形貌、元素和物相组成.通过纳米压痕、纳米划痕、划痕测试仪和摩擦磨损实验研究了涂层的硬度、塑韧性、结合力和摩擦学性能.结果 TiAlCN和TiAlN涂层表面均匀致密,有明显的柱状晶结构特征.TiAlN涂层的硬度(29.4±2.2)GPa大于TiAlCN涂层的硬度(22.5±1.1)GPa.TiAlCN涂层的H/E、H3/E*2、塑韧性和结合强度优于TiAlN涂层.大气环境摩擦时TiAlN和TiAlCN涂层的摩擦因数分别为0.80和0.38,TiAlCN涂层的摩擦因数远低于TiAlN.TiAlN和TiAlCN的磨损率分别为1.4×10?5 mm3/(N·m)和9.1×10?6 mm3/(N·m),TiAlCN涂层具有更低的磨损率.结论 碳元素的掺入可以明显改善TiAlCN涂层的塑韧性和摩擦磨损性能,这主要归因于TiAlCN涂层优异的抗变形能力和无定形碳的润滑作用.
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