PCVD法制备的Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温氧化行为

金属学报, 2007, 43(2): 159-164. doi: 10.3321/j.issn:0412-1961.2007.02.009

PCVD法制备的Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温氧化行为

郭岩 ^1, , 徐彬 ^2, , 吴贵智 ^3, , 马胜利 ^4, , 徐可为 ^5,

1.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

2.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

3.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

4.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

5.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

基金项目: 国家自然科学基金(50371067;50671079) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2004CB619302) 西安交通大学校科研和教改项目(X020-082062) 教育部跨世纪优秀人才培养计划(NCET-04-0934) 国家自然科学基金(50420130033)

关键词： Ti-Si-C-N , 纳米复合超硬薄膜 , 晶粒尺寸 , 抗氧化温度

OXIDATION BEHAVIOR OF Ti-Si-C-N SUPERHARD NANOCOMPOSITE COATINGS DEPOSITED BY PCVD

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)方法在高速钢基体上沉积出Ti-Si-C-N超硬薄膜.XRD,XPS及HRTEM等测试表明,薄膜由纳米晶/非晶复合结构组成(nc-Ti(C,N)/a-Si3N4/a-C-C或nc-Ti(C,N)/h-Si3N4/a-Si3N4/a-C-C).Ti(C,N)显示(200)晶面择优取向.高温氧化实验显示:随Ti含量降低和Si含量增大,Ti-Si-C-N薄膜的抗氧化温度逐步提高;当Ti含量为8.7%、Si含量为17.8%时,薄膜中出现少量晶化的密排六方结构的h-Si3N4,弥散分布在非晶基体中,薄膜抗氧化温度达到900℃.Ti-Si-C-N薄膜的氧化过程分为增重和失重两个阶段,进入失重阶段后薄膜很快失效.

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