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题名热暴露温度对TiAlSiN梯度涂层性能的影响
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作者
吴雁
谷嘉伟
谢永乐
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机构
上海应用技术大学机械工程学院
上海应用技术大学上海物理气相沉积(PVD)超硬涂层及装备工程技术研究中心
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出处
《表面技术》
北大核心
2025年第6期108-114,共7页
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文摘
目的探究不同热暴露温度对TiAlSiN梯度涂层表面微观结构及力学性能、结合强度、耐高温性能的影响规律及机制。方法采用阴极电弧离子镀制备了TiAlSiN梯度涂层,对涂层进行1h不同热暴露温度的加热,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪等试验设备来研究热暴露温度对TiAlSiN梯度涂层表面微观结构、力学性能和结合强度的影响。结果TiAlSiN涂层在800℃下表面平整性良好,主要衍射峰基本不变,在900℃及以上时,涂层表面平整性变差,生成氧化物,力学性能大幅下降;TiAlSiN梯度涂层的硬度和结合强度均随温度的上升而下降,弹性模量随着温度上升先下降后上升然后再下降;TiAlSiN梯度涂层在高温环境下会生成Al_(2)O_(3)、TiO、TiO_(2)氧化膜,降低了O元素的扩散速度和活动能力,有效减缓了氧化速度。此外由于TiO_(2)氧化膜结构疏松多孔,一方面可以细化晶粒,另一方面也增加了Al和Ti等元素的扩散通道,使涂层可以在更短时间内形成更多致密氧化膜,从而提高TiAlSiN梯度涂层的耐高温性能。结论TiAlSiN梯度涂层使用温度可达800℃且高温耐久性较强,说明该梯度涂层是一种综合性能优异的防护性涂层。
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关键词
TiAlSiN梯度涂层
阴极电弧离子镀
热暴露温度
表面微观结构
力学性能
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Keywords
TiAlSiN gradient coating
cathode arc ion plating
heat exposure temperature
surface microstructure
mechanical property
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分类号
TB34
[一般工业技术—材料科学与工程]
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