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时间:2020-04-30
《CrN和CrAIN薄膜的微观结构及在不同介质中的摩擦学性能.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第6期中国表面工程VoL25No.62012年12月CHINASURFACEENGINEERINGDecember2O12doi:10.3969/j.issn.1007—9289.2012.06.006CrN和CrAIN薄膜的微观结构及在不同介质中的摩擦学性能*付英英,李红轩,吉利,刘晓红,周惠娣,陈建敏(1.中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,兰州730000;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:采用中频非平衡反应磁控溅射技术在单晶硅P(111)和不锈钢(1Cr1
2、8MnSNiSN)基材上制备了CrN和CrA1N薄膜。利用x射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和纳米压痕仪对薄膜的相结构、化学组成、表面形貌、断面结构和力学性能进行了测试分析。利用球一盘式摩擦磨损试验机(CSM)考察了两种薄膜在不同介质(空气、自来水、oil一1(TA0—40)及oil一2(150BS))中和A1z0。球对磨的摩擦学性能。结果表明:CrN薄膜中A1元素的掺杂并未改变薄膜晶体结构,但却降低了薄膜的表面粗糙度、增强
3、了薄膜的致密性、提高了薄膜的力学性能、改善了水润滑和油润滑条件下薄膜的摩擦学性能。由于CrN和CrA1N薄膜的摩擦磨损性能显著依赖于测试介质,因此重点讨论了它们在不同介质中的摩擦磨损机理。关键词:磁控溅射;CrN薄膜;CrA1N薄膜;摩擦磨损中图分类号:TG174.442文献标识码:A文章编号:1007—9289(2012)06—0034—08MicrostructureandTribologicalPropertiesofCrNandCrAINFilmsUnderDifferentContactCo
4、nditionsFUYing—ying~,LIHong—xuan,jILi,LIUXiao—hong,ZHOUHui—di,CHENJian—rain(1.StateKeyLaboratoryofSolidLubrication,LanzhouInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000;2.GraduateUniversityoftheChineseAcademyofSciences,Beijing100049)A
5、bstract:CrNandCrA1Nfilmsweredepositedonsiliconandstainlesssteelsubstratesbymiddlefrequencyunbalancedreactivemagnetronsputtering.Thecrystalconstruction,chemicalcomposition,surfacemorphologies,cross—sectionalstructureandmechanicalpropertiesoftheresultantf
6、ilmswerestudiedbyX—raydiffrac—tion(XRD),X—rayphotoelectronspectroscopy(XPS),atomicforcemicroscope(AFM),fieldemissionscan—ningelectronmicroscopy(FESEM)andnano—indentationinstrument,respectively.Thetribologicalpropertiesofthestudiedfilmsunderdifferentcont
7、actconditions(air,runningwater,oil一1(TAO一40)andoi1—2(150BS))slidingagainstA12O3ballswereinvestigatedbyball—on—disktribometer(CSM).TheresultsshowthatthedopingofCrNfilmwithA1elementdoesnotchangeitscrystalconstruction,howeverdecreasesitssurfaceroughness,en
8、hancesitscompactness,andimprovesitsmechanicalpropertiesandtribologicalbehav—iorsunderwater—andOil—lubricatedconditions.AsthetribologicalpropertiesoftheCrNandCrA1Nfilmsarestronglydependentoncontactconditions,specialattentionisbein
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