脉冲偏压电弧离子镀craln薄膜性能研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要crN薄膜具有很好的高温抗氧化性能，在crN薄膜中添加A1可进一步地提高薄膜地抗氧化温度。但由于crAlN薄膜的导电性较差，在使用传统的直流偏压电弧离子镀制备crAlN薄膜时，一方面由于离子持续的轰击会使沉积温度较高，从而增加了残余应力，另一方面在薄膜的沉积过程中有时会产生强烈的微弧放电现象，这两方面的原因都使得薄膜制各变得困难。本文采用脉冲偏压电弧离子镀技术沉积了crAlN薄膜，通过改变脉冲偏压实施镀膜，研究脉冲偏压对于CrAlN薄膜结构、性能的影响；同时通过弧流调节技术镀膜，研究了弧流

2、对于CrAlN薄膜性能的影响，并评价了crAlN薄膜的高温抗氧化性能。脉冲偏压对微弧有明显的抑制作用，用脉冲偏压电弧离子镀可以沉积高质量的cr舢N薄膜；随着脉冲偏压的增加，薄膜中Al的百分含量先降低后增加，薄膜硬度随着脉冲偏压幅值的增加先增大后减小，在，300v时具有最大的硬度值25GPa，同时具有最好的摩擦学性能，且其膜基结合力可高达70_N。通过改变m靶及cr靶的弧流所制各的crAlN薄膜中舢元素百分含量范围为54％到68％，通过弧流调控技术能够有效地调节薄膜中Cr、砧元素百分比，对于研究工作和工程应用均有很大的

3、实用价值。CrAlN薄膜的相结构随着cr、A1弧流的变化而变化，Al含量为54％时薄膜的择优取向为(111)面，而当Al含量变为60％左右时薄膜的择优取向变为(220)面，随着舢含量的进一步提高，薄膜没有了明显的择优取向，而薄膜的相结构在一定程度上影响着薄膜的性能，A1含量在54％到68％的范围内，随着AJ含量的降低，c洲N薄膜的硬度显著的增大，Al含量为54％即Cr、Al弧流分别为120A、90A时制各的薄膜具有最大硬度为35Gpa，同时具有最小的摩擦系数和最好的磨损性能。CrAlN的高温抗氧化实验表明，随着脉冲偏

4、压的增加，薄膜的高温抗氧化性能有所下降，在脉冲偏压为一500V时薄膜的氧化增重量最大，对其氧化行为分析表明，薄膜在900℃保温10h，薄膜的表面形貌并没有发生很大变化，对基体有很好的保护效果，这是由于在氧化的初期，薄膜的表面首先生成了A1203，从而阻止了薄膜的进一步氧化。关键词：脉冲偏压电弧离子镀；弧流：cr^IN薄膜；高温抗氧化脉冲偏压电弧离子镀crAlN薄膜性能研究StudyofCrAlNmmdepositedbyPulsedBiasArcIonPlatingAbstractCrAlNfilmsweredepo

5、sitedbypulsedbiasarcionplatingonHSSsteeland316Lstai芏11esssteel．x_RayDi债action脚)wasusedtocharacterizemefilms’stmcture．WimScanningElectronMicroscope(SEM)，wecharacterizedthefilms’sllrfaceandcross—sectionmoTphology．EnergyDisperSiVeSpec仃oscope(EDS)andElectromcProbeM

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