CrCN涂层在不同沉积温度下的摩擦学性能研究

王春婷^1,2,3，叶育伟^4,2,3，胡建民¹，陈颢⁴，王永欣³，李金龙²

1. 哈尔滨师范大学光电带隙材料教育部重点实验室2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所3. 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室4. 江西理工大学材料科学与工程学院

摘 要：利用多弧离子镀技术,在乙炔和氮气环境下,设定不同沉积温度（150℃、250℃、350℃、450℃）,在316L不锈钢及单晶硅片上沉积Cr CN涂层,通过XRD、XPS、SEM、纳米压痕仪和UMT-3多功能摩擦磨损试验机等涂层的微观结构、力学性能和摩擦学性能进行表征.结果表明:随着沉积温度的升高,Cr CN涂层的硬度和模量呈现出递增的趋势,在沉积温度为450℃时达到最高,分别为24 GPa和354 GPa;摩擦系数和磨损率则呈现出先递减后递增的趋势,在沉积温度为350℃时达到最低,摩擦系数在大气和水环境下分别为0.38和0.23,磨损率在大气和水环境下则分别为1.717 1×10-6mm3/N·m和9.529 7×10-7mm3/N·m.同时,涂层在水环境中的摩擦系数和磨损率均低于大气环境中,说明水分子在摩擦过程中起到了较好的润滑作用.

关键词：沉积温度;CrCN涂层;硬度;摩擦系数;磨损率;