石永敬, 潘复生 王维青 杨世才, 龙思远 朱光俊

(1. 重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400044；2. 重庆科技学院 冶金与材料工程学院，重庆 401331；3. Teer Coatings Ltd., West Stone House, Berry Hill Industrial Estate, Droitwich, Worcestershire WR9 9AS, UK)

溅射沉积铝合金基CrTiAlN涂层的结构、力学以及摩擦学特性

石永敬1,2, 潘复生1, 王维青1, 杨世才3, 龙思远1, 朱光俊2

(1. 重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400044；2. 重庆科技学院 冶金与材料工程学院，重庆 401331；3. Teer Coatings Ltd., West Stone House, Berry Hill Industrial Estate, Droitwich, Worcestershire WR9 9AS, UK)

采用反应非平衡磁控溅射技术制备出一系列LY12铝合金基CrTiAlN多层涂层，并通过X射线衍射仪、纳米压痕仪以及多功能摩擦磨损测试仪来研究CrTiAlN涂层的结构、力学以及摩擦学特性。结果表明：CrTiAlN涂层为以TiN0.9和CrN为主要组织取向的FCC结构，N2水平和衬底负偏压对涂层的力学特性和粘附强度有显著的影响。经过优化参数，在衬底偏压−55V和中N2水平条件下，CrTiAlN涂层的结合强度为10 N，显微硬度达到29.87 GPa。

CrTiAlN涂层；力学性能；结构特性；摩擦因数

铝合金是目前重要的轻合金结构材料之一，在汽车和航空航天等相关领域具有巨大的应用前景。为了改善铝合金表面的力学性能和减摩特性，许多的研究致力于铝合金的表面涂层处理技术，如喷涂、化学转化以及微弧氧化等[1−3]。基于磁控溅射技术在制备减磨和润滑等硬质涂层领域取得的巨大成功，溅射沉积铝合金基硬质防护涂层开始吸引一些国内外研究者的注意。DOMÍNGUEZ-CRESPO等[4]采用脉冲溅射制备出Al-Ce合金薄膜，并表征出合金薄膜的结构和电化学腐蚀行为。FIGUEROA等[5]采用直流磁控溅射技术沉积出2024-T3、6061-T4以及7075-T6等铝合金基AlN涂层，临界载荷值在30～70 N之间，努氏硬度值约为735～951 HK，表面和断面形貌展示为密集的柱状晶结构。……