TiNbN硬涂层通过阴极弧在各种基质温度下沉积:在模拟切割条件下的tribological性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面工程是什么?表面工程是什么?
• 部落学 (tribology) 是一个学科.

背景情况:

• 化 (TiN) 涂层由于其优良的性能而被广泛使用.
• 将TiN与 (Nb) 进行兴奋剂可以进一步提高其机械和三元学性能.
• 了解基板温度对TiNbN涂层的影响对于优化其应用至关重要.

研究的目的:

• 研究基板温度 (Ts) 对化化 (TiNbN) 涂料的粘附性,机械性和学性能的影响.
• 为了将涂层微观结构和表面形态与观察到的特性相关联.
• 在模拟切割条件下评估TiNbN涂层的性能.

主要方法:

• 在不同 Ts (200, 400, 600 °C) 的 D2 钢基板上沉积 TiNbN 涂层.
• 用于结构分析的X射线衍射 (XRD).
• 对于机械性能 (硬度,弹性模量) 的纳米印记.
• 粘附测试 (临界负载).粘附测试 (临界负载).
• 针盘式三角测量用于摩擦和磨损分析.

主要成果:

• XRD确认了FCC结构,其中Nb替代了Ti. 格子参数随着Ts的增加而下降.
• 硬度增加,而弹性模量随着Ts的增加而减少,改善H/E和H3/E2比率.
• 与600°C (~38N) 相比,粘附临界负荷在200和400°C (~50N) 时更高.
• 摩擦系数随着Ts的增加而增加,但仍然低于基板.
• 磨损痕迹显示没有涂层脱落,表明耐磨性很好.

结论:

• 基板温度显著影响TiNbN涂层的微观结构,机械和tribological特性.
• 优化Ts可以提高硬度,弹性应变极限和附着性.
• TiNbN涂料在切割应用中表现出有希望的粘附性和耐磨性,即使在高温下也是如此.