FU Baoying *.Study on Friction and Wear Properties of CrSiN Coatings Deposited by Magnetron Sputtering[J].Plating & Finishing,2022,(7):36-41.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.07.007]
磁控溅射CrSiN涂层及其摩擦磨损性能研究
- Title:
- Study on Friction and Wear Properties of CrSiN Coatings Deposited by Magnetron Sputtering
- Keywords:
- magnetron sputtering ; CrSiN coating ; Si content ; microstructural ; friction and wear
- 分类号:
- TB742
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 采用磁控溅射沉积方法，改变 Si 靶功率制备不同 Si 含量的 CrSiN 涂层。通过 X 射线能谱仪、 X 射线衍射仪、 X 射线光电子能谱分析仪、扫描电镜分析涂层的化学成分、晶体结构和微观形貌，使用纳米划痕仪和摩擦磨损试验仪测试涂层的硬度、结合力和摩擦磨损行为。结果表明：随着 Si 靶功率的增加， CrSiN 涂层中 Si 含量增加，涂层由疏松的三角锥结构转变为致密的 CrN 纳米晶粒和 Si 3 N 4 非晶复合结构，涂层硬度、结合力和摩擦系数均呈现先增加后减小的趋势，当 Si 靶功率为 60 W 时，涂层具有最佳的摩擦磨损性能， 涂层硬度、结合力和摩擦系数分别为 23.7 GPa 、 29.4 N 和 0.29 。
- Abstract:
- ： The CrSiN coating with different Si content was prepared through controlling Si target power using magnetron sputtering method. By means of X-ray energy dispersion spectroscopy ， X-ray diffraction and scanning electron microscopy ， the chemical component ， crystal structure and microstructural of CrSiN coated samples was studied. The hardness ， adhesion strength and frictional wear behavior of the coated CrSiN samples were tested by nano-scratch tester ， friction and wear testing systems. The results showed that ： with the increasing Si target power ， the Si content of CrSiN coating increased and the surface microstructure of coating changed from loose triangular grains to smooth and compact composite structure consisting of CrN crystal and Si 3 N 4 amorphous. The hardness ， adhesion strength and frictional coefficient of CrSiN coating firstly increased and then decreased with the increasing Si target power. The CrSiN coating with Si target power of 60 W has the best wear resistance ， and its hardness ， adhesion strength and frictional coefficient are about 23.7 GPa ， 29.4 N 0.29 ， respectively.
参考文献/References:
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备注/Memo
收稿日期： 2021-03-06 修回日期： 2021-04-15 磁控溅射 CrSiN 涂层及其摩擦磨损性能研究 付保英 * （鹤壁职业技术学院 机电工程学院，河南 鹤壁 458030 ） 摘要： 采用磁控溅射沉积方法，改变 Si 靶功率制备不同 Si 含量的 CrSiN 涂层。通过 X 射线能谱仪、 X 射线衍射仪、 X 射线光电子能谱分析仪、扫描电镜分析涂层的化学成分、晶体结构和微观形貌，使用纳米划痕仪和摩擦磨损试验仪测试涂层的硬度、结合力和摩擦磨损行为。结果表明：随着 Si 靶功率的增加， CrSiN 涂层中 Si 含量增加，涂层由疏松的三角锥结构转变为致密的 CrN 纳米晶粒和 Si 3 N 4 非晶复合结构，涂层硬度、结合力和摩擦系数均呈现先增加后减小的趋势，当 Si 靶功率为 60 W 时，涂层具有最佳的摩擦磨损性能， 涂层硬度、结合力和摩擦系数分别为 23.7 GPa 、 29.4 N 和 0.29 。