PCVD制备Ti1-xAlxN硬质薄膜的结构与硬度

金属学报

2004, Vol. 40

Issue (6): 669-

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PCVD制备Ti1-xAlxN硬质薄膜的结构与硬度

马胜利徐健介万奇徐可为 M. G. J. Veprek--Heijman S. Veprek

西安交通大学金属材料强度国家重点实验室; 西安 710049

Characterization of Microstructure and Hardness of PCVD DepositedTi1-xAlx N Hard Coatings

MA Shengli; XU Jian; JIE Wanqi; XU Kewei; M. G. J. Veprek--Heijman;S. Veprek

State--Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials; Xi' an Jiaotong University; Xi' an 710049

引用本文:

马胜利; 徐健; 介万奇; 徐可为; M.G.J.Veprek--Heijman; S.Veprek . PCVD制备Ti1-xAlxN硬质薄膜的结构与硬度[J]. 金属学报, 2004, 40(6): 669-.
, , , , , . Characterization of Microstructure and Hardness of PCVD DepositedTi1-xAlx N Hard Coatings[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(6): 669-.

全文: PDF(8293 KB)

摘要: 用直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法获得了硬质薄膜;考察了Al含量及高温退火对薄膜微观结构转变过程及其硬度的影响. 结果表明,制备的薄膜由3---10 nm晶粒组成. 随Al含量增加, 薄膜硬度升高, x超过0.83时, 硬度开始急剧下降; 结构分析证实x小于0.83, 薄膜是固溶强化; x=0.83, 薄膜中出现六方氮化铝相(h--AlN). 热稳定性实验表明,薄膜的纳米结构和硬度在N2环境下可以维持到900℃.

关键词 ： (Ti,Al)N硬质薄膜, 微观结构, 硬度

Abstract：Ti1-xAlxN hard coatings have been synthesized by direct current (dc) plasma--enhanced chemical vapor deposition (PCVD). Dependences of aluminum content and annealing at elevated temperatures on the microstructure and hardness of Ti1-xAlxN coatings were investigated. The results show that plastic hardness measured by means of indentation test increases with x$increasing up to 0.83 and then decreases. XRD measurements indicate that the coatings with x<0.83 are fcc. solid solution with 3--10 nm grain scale. When x=0.83, relatively soft h--AlN phase is precipitated in Ti1-xAlxN coating, while the coating hardness begins a dramatical decrease. Furthermore, the nano--crystalline structure and high hardness of the coating can keep up to 900℃, which indicates the synthesized coating having good thermal stability.

Key words： (Ti Al)N hard coating microstructure hardness

收稿日期: 2003-06-05

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