具有不同插入层的CrNx涂层的结构和性能

摘要

采用直流反应磁控溅射技术,在AISI 304不锈钢基体上镀制了三种具有不同插入层结构的CrNx涂层.用X射线晶体衍射仪(XRD)表征了涂层的晶体结构,用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的横断面组织形貌,用原子力显微镜(AFM)观察分析了涂层的表面形貌,并用划痕法测试涂层的结合力,纳米硬度计测试涂层硬度.所有涂层都呈B1 NaCl型面心立方结构,具有明显的(200)择优取向.但是,具有不同插入层结构的涂层的晶体衍射峰的位移角度及方向不同.并且在具有Cr/CrNx多层交替结构作为插入层的涂层的晶体结构中出现了Cr的衍射峰.在这种具有不同插入层结构的CrNx涂层中,Cr/CrNx多层交替结构作为插入层的涂层具有最小晶粒尺寸,较高的表面粗糙度,最高的纳米硬度值和较差的膜基结合力;而具有氮含量连续增加梯度结构作为插入层的涂层晶粒尺寸较大,表面粗糙度较低,膜基结合力好,但纳米硬度值较低.