Si含量对VAlSiN涂层微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响
来源期刊：材料工程2017年第4期
论文作者：王恩青 岳建岭 李淼磊 李栋 黄峰
文章页码：70 - 76
关键词：磁控溅射;VAlSiN涂层;微结构;硬度;摩擦磨损性能;
摘 要：采用反应磁控溅射技术,在300℃下制备不同Si含量的VAlSiN涂层。研究Si含量的变化对VAlSiN涂层相结构、生长形貌、化学状态、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:不含Si的VAlN涂层呈现（111）择优取向生长。随着Si含量的增加,VAlSiN涂层的（111）择优取向逐渐消失,最终转变为非晶结构。Si含量大于1.8%（原子分数,下同）的VAlSiN涂层是由nc-VAlN和a-Si3N4组成的多相复合涂层。与VAlN涂层相比,添加少量Si（0.8%）的VAlSiN涂层晶粒尺寸减小,致密度得到提高,对应的涂层硬度也得到显著增大,达到30.1GPa。继续增加Si的含量,VAlSiN涂层的柱状生长结构被打断,硬度逐渐下降,最后稳定在22GPa左右。VAlSiN涂层的摩擦因数随着Si含量的增加先降低后升高。当Si含量为0.8%时涂层的磨损率最低,达1.2×10-16m3·N-1·m-1。
王恩青1,2，岳建岭1,3，李淼磊1，李栋2，黄峰2
1. 中南大学航空航天学院2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所3. 中南大学粉末冶金国家重点实验室
摘 要：采用反应磁控溅射技术,在300℃下制备不同Si含量的VAlSiN涂层。研究Si含量的变化对VAlSiN涂层相结构、生长形貌、化学状态、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:不含Si的VAlN涂层呈现（111）择优取向生长。随着Si含量的增加,VAlSiN涂层的（111）择优取向逐渐消失,最终转变为非晶结构。Si含量大于1.8%（原子分数,下同）的VAlSiN涂层是由nc-VAlN和a-Si3N4组成的多相复合涂层。与VAlN涂层相比,添加少量Si（0.8%）的VAlSiN涂层晶粒尺寸减小,致密度得到提高,对应的涂层硬度也得到显著增大,达到30.1GPa。继续增加Si的含量,VAlSiN涂层的柱状生长结构被打断,硬度逐渐下降,最后稳定在22GPa左右。VAlSiN涂层的摩擦因数随着Si含量的增加先降低后升高。当Si含量为0.8%时涂层的磨损率最低,达1.2×10-16m3·N-1·m-1。
关键词：磁控溅射;VAlSiN涂层;微结构;硬度;摩擦磨损性能;
