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CrWN涂层中W元素含量对涂层纳米硬度和热稳定性的影响 被引量：2
1
作者 王力涛 燕峰 +7 位作者 黄新放 魏兴泽 王锋 胡素影 高旭 冯永军 解志文 崔錄 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期372-380,共9页
目的探究氮气退火环境下不同W含量Cr WN涂层微结构、纳米硬度及热稳定性能的演变规律。方法采用等离子增强磁控溅射技术,制备不同W含量的Cr WN涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、纳米压痕、原子力... 目的探究氮气退火环境下不同W含量Cr WN涂层微结构、纳米硬度及热稳定性能的演变规律。方法采用等离子增强磁控溅射技术,制备不同W含量的Cr WN涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、纳米压痕、原子力显微镜(AFM)等分析方法,系统研究退火前后涂层的微结构、表面质量、尺寸精度、纳米力学与热稳定性能。结果Cr WN涂层由面心立方结构的Cr N+W_(2)N相组成,Cr N层与W2N层交替沉积,并具有典型共格生长。随涂层中W含量的增加,涂层硬度从12.9 GPa增加至15.5 GPa,表面粗糙度降低,并趋于稳定。经过氮气环境退火后,随涂层中W含量的增加,与气氛中的微量杂质气体反应加剧,涂层硬度由13.5 GPa降低至5.2 GPa,表面氧化层WO3厚度增加,并导致涂层表面粗糙度和厚度增加。结论Cr WN涂层具有优异的表面质量及纳米力学性能,氮气退火过程中,氧化侵蚀反应导致Cr WN涂层表面粗化、体积膨胀和力学降解。随涂层中W含量的增加,退火涂层表界面微结构损伤与性能退化效应加剧,氧化损伤是Cr WN涂层玻璃精密模压成形应用中需考虑的关键因素之一。因此,Cr WN涂层作为光学玻璃精密模压成形模具涂层使用时,应在高真空度或高纯惰性气体环境下工作。 展开更多
关键词 CrWN涂层 光学玻璃精密模压 等离子增强磁控溅射 热稳定性能
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Cr基过渡层对CrWN涂层摩擦学性能的影响 被引量：1
2
作者 张梦慧 黄新放 +6 位作者 韩旭 张人升 乔洲 李庆宁 燕峰 冯永军 解志文 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1178-1183,共6页
本文探究了Cr过渡层及Cr-CrN过渡层对CrWN涂层耐磨性能的影响,制备具有良好的减磨耐磨性能的CrWN涂层。采用等离子增强磁控溅射工艺,在碳化钨基体表面制备CrWN涂层,Cr-CrWN涂层、Cr-CrN-CrWN涂层。通过扫描电子显微镜,X射线光电子能谱... 本文探究了Cr过渡层及Cr-CrN过渡层对CrWN涂层耐磨性能的影响,制备具有良好的减磨耐磨性能的CrWN涂层。采用等离子增强磁控溅射工艺,在碳化钨基体表面制备CrWN涂层,Cr-CrWN涂层、Cr-CrN-CrWN涂层。通过扫描电子显微镜,X射线光电子能谱仪,X射线衍射仪,纳米压痕仪,洛氏硬度计和摩擦磨损实验机对涂层表面形貌、力学性能及摩擦磨损性能进行表征及分析。三种CrWN涂层均以面心立方结构的CrN相和W2N相构成。Cr-CrN-CrWN涂层的膜基结合强度最高,为HF1等级。CrWN涂层的硬度为21.5 GPa,引入Cr过渡层及Cr-CrN过渡层均未对涂层硬度及弹性模量造成显著影响。但通过摩擦磨损实验结果表明Cr过渡层及Cr-CrN过渡层均可降低涂层的摩擦系数并提高涂层的耐磨损性能,在稳定摩擦阶段CrCrWN涂层和Cr-CrN-CrWN涂层的摩擦系数分别为0.656,0.703,磨损率分别为1.366×10^(-6)mm^(3)/(N·m)、1.247×10^(-6)mm^(3)/(N·m);且磨损后磨痕表面无犁沟及裂纹,涂层未出现明显剥落。因此,Cr过渡层及Cr-CrN梯度过渡层可改善CrWN涂层的摩擦学性能及结合强度,并提高涂层的耐磨损性能。 展开更多
关键词 CrWN涂层 梯度过渡层 摩擦学性能 等离子增强磁控溅射
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