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退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响

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罗庆洪, 娄艳芝, 赵振业, 杨会生. 2011: 退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响, 物理学报, 60(6): 514-519.
引用本文: 罗庆洪, 娄艳芝, 赵振业, 杨会生. 2011: 退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响, 物理学报, 60(6): 514-519.
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Luo Qing-Hong, Lou Yan-Zhi, Zhao Zhen-Ye, Yang Hui-Sheng. 2011: Effect of annealing on microstructure and mechanical properties of AlTiN multilayer coatings, Acta Physica Sinica, 60(6): 514-519.
Citation: Luo Qing-Hong, Lou Yan-Zhi, Zhao Zhen-Ye, Yang Hui-Sheng. 2011: Effect of annealing on microstructure and mechanical properties of AlTiN multilayer coatings, Acta Physica Sinica, 60(6): 514-519.
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退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响

  • 北京航空材料研究院,北京,100095

  • 北京科技大学材料物理与化学系,北京,100083

Effect of annealing on microstructure and mechanical properties of AlTiN multilayer coatings

  • 摘要: 使用TiAl合金靶,利用中频反应磁控溅射系统,通过交替改变氮气流量的方法,在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积了一组氮含量周期性改变的AlTiN多层薄膜,并分别在600,700和800℃下真空退火热处理.利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和高分辨透射电镜等方法研究了沉积态和退火态AlTiN多层薄膜组织和微观结构;AlTiN多层薄膜的力学和膜基结合性能用纳米压痕硬度仪、摩擦磨损仪以及划痕试验仪得到.研究表明,采用沉积过程中周期改变氮气流量的方法,可以制备出稳定的、力学性能良好的AlTiN多层薄膜.800℃退火后,AlTiN多层薄膜的界面仍很清晰,退火使AlTiN多层薄膜结晶化程度提高,晶粒尺寸变大,但氮含量较高膜层仍比氮含量较低膜层的结晶化程度高.退火后AlTiN多层薄膜硬度降低,800℃比600℃退火薄膜硬度有所提高,但随着退火温度的提高,AlTiN多层薄膜耐磨损性能和抗剥落性能急剧降低.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-06-30

退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响

  • 北京航空材料研究院,北京,100095
  • 北京科技大学材料物理与化学系,北京,100083

摘要: 使用TiAl合金靶,利用中频反应磁控溅射系统,通过交替改变氮气流量的方法,在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积了一组氮含量周期性改变的AlTiN多层薄膜,并分别在600,700和800℃下真空退火热处理.利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和高分辨透射电镜等方法研究了沉积态和退火态AlTiN多层薄膜组织和微观结构;AlTiN多层薄膜的力学和膜基结合性能用纳米压痕硬度仪、摩擦磨损仪以及划痕试验仪得到.研究表明,采用沉积过程中周期改变氮气流量的方法,可以制备出稳定的、力学性能良好的AlTiN多层薄膜.800℃退火后,AlTiN多层薄膜的界面仍很清晰,退火使AlTiN多层薄膜结晶化程度提高,晶粒尺寸变大,但氮含量较高膜层仍比氮含量较低膜层的结晶化程度高.退火后AlTiN多层薄膜硬度降低,800℃比600℃退火薄膜硬度有所提高,但随着退火温度的提高,AlTiN多层薄膜耐磨损性能和抗剥落性能急剧降低.

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