IBAD界面反应及其对结合强度的影响

陈华¹，唐宾²，何家文¹，陈坚¹，田林海¹

(1.西安交通大学,金属材料强度国家重点实验室,陕西,西安,710049;
2.太原理工大学表面工程研究所,山西,太原,030024)

摘要:研究了不同能量界面动态共混过程中的界面反应及其对沉积在GCr15和45#钢基体的IBAD CrN薄膜结合强度的影响.用AFM和GDOES分析了不同能量共混界面的形貌和成分.用循环滚动接触法使薄膜在膜基最薄弱处产生剥落,用以分析界面反应产物,同时对膜基结合强度加以评价.用SEM,EDAX和XPS分析了滚动接触疲劳试验后的疲劳剥落区的形貌、成分及结构.结果表明40 kV共混后的界面粗糙度高并出现了碳含量的升高,而20 kV时界面碳含量和基体差不多.基体碳化物在离子轰击引起的热峰效应的作用下发生分解,而对基体和碳化物的选择溅射导致了碳含量的升高以及粗糙度的增加.分解后的碳以石墨态的形式存在.在滚动接触疲劳试验时循环载荷的作用下,界面处的石墨相当于孔洞引起应力集中.疲劳裂纹起始于界面石墨富集处表明它是引起结合强度差的主要原因.

关键词:动态离子共混; 界面反应; 碳富集; 结合强度;

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