通过氮改性改善高熵 Ti–Cr–Zr–Nb–Hf 涂层的物理、力学与摩擦学性能
Improving Physical, Mechanical and Tribological Properties of High–Entropy Ti–Cr–Zr–Nb–Hf Coatings by Nitrogen Modification
氮改性高熵涂层耐磨提升一个量级
AI理解
要点 离子等离子溅射 Cr-Ti-Zr-Nb-Hf 高熵涂层氮改性:形成单相氮化物,硬度提升 2 倍以上、耐磨性提升近一个数量级、摩擦系数降 3-4 倍。
能不能用 PVD 类工艺(离子等离子溅射)为相邻表面处理,非热喷涂;高熵氮化物涂层与热喷涂 HEA 涂层有材料借鉴意义。摘要给出溅射气氛(Ar/Ar+N2)与摩擦数据,但无沉积参数(靶电流、偏压、温度),无法复现。
存疑
- 工艺为离子溅射PVD,非热喷涂
- 缺沉积工艺参数
中文摘要
基于 Cr–Ti–Zr–Nb–Hf 体系的高熵合金(HEA)涂层是一类面向极端运行条件应用的有前景的功能材料。本研究对 Cr–Ti–Zr–Nb–Hf HEA 涂层在沉积态和氮改性后进行了全面研究。离子等离子溅射分别在 Ar 和 Ar + N₂ 气氛中进行。同步辐射 X 射线吸收光谱(XAS)揭示,氮的掺入促进形成单相高熵氮化物 (Cr, Ti, Zr, Nb, Hf)N,其特征是强共价金属-氮键和显著的晶格畸变。与无氮溅射相比,氮改性使硬度提升两倍以上,杨氏模量提升约两倍。-60°C 至 +150°C 温度范围内的摩擦学试验表明氮化物涂层具有高热稳定性。氮辅助改性进一步将耐磨性提高近一个数量级,摩擦系数降低三到四倍。基于 Miedema 模型和 Mazhnik–Oganov 框架的结构与力学特性模型描述,以及基于 Bowden–T
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摘要中给出的工艺参数
| 工作气体 | 溅射气氛Ar与Ar+N2 |
|---|---|
| 其他 | 摩擦测试温度范围-60~150°C |
原文依据
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DOI: 10.1134/s1029959926600175