谷文翠
,
李寿德
,
王怀勇
,
陈春立
,
李朋
,
黄峰
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.5.006
为了提高TiB2涂层的致密性,采用磁控溅射技术,通过改变基片偏压,获得了floating,-30V,-90V三种偏压状态的涂层.利用XRD,SEM、纳米压痕仪、Vickers显微硬度仪和摩擦磨损试验机对涂层的结构和性能进行了分析.结果表明:所有制备涂层只存在六方结构TiB2相,偏压为floating状态时制备的涂层表现出疏松的柱状生长结构,硬度为15GPa.随偏压增大,涂层柱状结构变致密甚至消失,硬度和耐磨损性能都得到提高.偏压-30V提高到-90V,相对于floating状态制备的涂层,晶粒尺寸增加了一倍,达到21nm;柱状结构变致密最终消除;硬度从35.5GPa提高到61.9GPa,实现了超硬;同时耐磨损性能提高,使用摩擦副为直径6mm的Al2O3球进行干摩擦实验时,-90V制备的涂层磨损率为5.6×10-16m3/Nm,相对于-30V涂层降低了一个数量级.
关键词:
TiB2涂层
,
磁控溅射
,
偏压
,
摩擦磨损
王怀勇
,
李胜祗
,
郭军
,
王博
,
朱萍
,
黄峰
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.12.014
采用磁控溅射方法分别掺杂含量约为10％(原子分数)的Cu,Ag,Ni金属,制备出三种TiB2基涂层.利用XRD,SEM分析涂层结构,并通过塑性指数δH、划痕和压痕三种手段对涂层韧性进行表征.结果表明:掺杂金属在涂层中的存在形式不同,导致对涂层晶粒和生长结构的影响不同,其中Ag以晶体形式存在,未发现Cu和Ni的晶相;三种涂层均存在TiB2晶相,Ni和Ag使TiB2晶粒细化,Cu促进晶粒长大;TiB2-Cu和TiB2-Ni涂层为柱状结构,表面存在明显颗粒,而TiB2-Ag涂层柱状结构趋于消失,表面无明显颗粒.结构的不同对涂层的力学性能有明显影响,所有涂层均保持在较高的硬度(＞35GPa),三种金属都对涂层韧性有所改善,其中Ni最为显著,Cu和Ag相对较差.
关键词:
磁控溅射
,
TiB2-Ni
,
TiB2-Cu
,
TiB2-Ag
,
划痕
,
韧性
