机械工程材料

作者：黄彪, 周琼, 王雅琪, 安琦

关键词：硅掺杂, 铬掺杂, TiAlN基涂层, 微观结构, 力学性能

分别以Ti0.5Al0.5、Ti0.5Al0.4Cr0.1、Ti0.5Al0.4Si0.1为靶材,采用电弧离子镀技术制备了TiAlN涂层、TiAlSiN涂层和TiAlCrN涂层,研究了硅、铬掺杂（二者掺杂量近似相同）对TiAlN基涂层微观结构、力学性能以及摩擦学性能的影响。结果表明：TiAlN涂层、TiAlSiN涂层和TiAlCrN涂层均结构致密,与基体结合良好,呈柱状晶生长,呈现较强的（200）晶面择优取向；硅、铬元素掺杂使得涂层晶粒细化,其中硅元素掺杂形成的Si3N4非晶相对（Ti,Al）N纳米晶生长有抑制作用,TiAlSiN涂层的晶粒尺寸最小。硅、铬元素掺杂提高了涂层的硬度和内应力,并且硅掺杂的提升效果更好；硅、铬掺杂降低了涂层的硬度与弹性模量的比值和结合力,并且硅掺杂的降低幅度更大,TiAlSiN涂层的韧性最差；硅元素和铬元素的掺杂均能降低TiAlN涂层的摩擦因数和磨损率,硅掺杂对摩擦因数的降低幅度高于铬掺杂,对磨损率的降低幅度低于铬掺杂。

来源：2024年第9期

《机械工程材料》期刊编辑部

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