[CrAlSiN/Si3N4]n多层膜的性能和抗氧化行为的研究

金属功能材料, 2016, 23(4): 17-23. doi: 10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.2016027

[CrAlSiN/Si3N4]n多层膜的性能和抗氧化行为的研究

王来森 ^1, , 刘小龙 ^2, , 张魁 ^3, , 彭栋梁 ^4,

1.厦门大学材料学院材料科学与工程系,福建厦门,361005

2.厦门大学材料学院材料科学与工程系,福建厦门,361005

3.厦门大学材料学院材料科学与工程系,福建厦门,361005

4.厦门大学材料学院材料科学与工程系,福建厦门,361005

基金项目: 国家重大科学研究计划项目资助(2012CB933103) 国家自然科学基金项目资助(51371154,51571167)

关键词： [CrAlSiN/Si3N4]n多层膜 , 硬质涂层 , 磁控溅射 , 力学性能 , 抗氧化性能

Mechanical properties and oxidation resistance of [CrAlSiN/Si3N4]n multilayer coatings

Keywords： [CrAlSiN/Si3N4]n multilayer , hard coating , reactive magnetron co-sputtering , mechanical properties , oxidation resistance

采用反应溅射的方法制备了一系列不同CrAlSiN层厚度的[(CrAlSiN)d/(Si3N4)0.33nm]n多层膜,并系统研究了CrAlSiN层厚度对其结构、形貌、力学性能和抗氧化行为的影响.研究表明,当CrAlSiN层厚度为3.2 nm时,[(CrAlSiN)d/(Si3N4)0.33nm]n纳米多层膜具有最优异的力学性能,此时硬度高达34 GPa.随后在空气气氛下用高温管式炉对[(CrAlSiN)d/(Si3N4)0.33.]n多层膜进行氧化实验,氧化温度为700、800、900℃,保温时间2h.实验结果表明,800℃氧化处理后,多层膜仍能保持28.5 GPa的硬度值,显示出优秀的抗氧化能力.

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