TaN/ZrN涂层的高温氧化磨损行为研究
编号:13
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更新:2022-07-20 15:39:53 浏览:943次
口头报告
摘要
采用多弧离子镀技术制备了三种不同TaN与ZrN厚度比的TaN/ZrN涂层。在这项工作中,研究了三涂层的组成、机械性能和高温下的磨损性能。XRD结果显示,三种涂层的择优取向都是(200)。HRTEM结果显示三种涂层都存在明显的刃型位错和织构。三种涂层的纳米硬度值都在20GPa以上,厚度比为1时的涂层硬度最大,可达29.59GPa。其次该涂层显示出最大的H/E*值和H3/E*2值反映出优异的弹性能力和抗塑性变形能力。通过对纳米压痕形貌的分析进一步证明了涂层的抗塑性变形能力。涂层经过高温磨损后,厚度比为1的涂层表现出最低的磨损率。涂层磨痕处的机械性能分析结果表明,在750℃时其H/E*值和H3/E*2值明显升高。借助FIB技术和TEM技术对磨痕处进行分析,结果表明在350℃时涂层表面形成的氧化膜为Zr的非晶氧化物,在750℃时涂层发生严重氧化,氧化膜主要为Ta、Zr和Ti的纳米晶氧化物。这是由于在热力耦合作用下,氧化膜的破裂导致氧的渗入涂层中的Ta和Zr进一步被氧化,在涂层接近磨穿时,基体中的Ti元素向外扩散,磨屑的被压实最终氧化层中存在三种金属的纳米晶氧化物。
稿件作者
董敏鹏
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
李金龙
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
王立平
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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