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题名磁控溅射CrN-PEI结合强度与耐磨性增强调控
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作者
由琪
周艳文
粟志伟
闫彩波
赵卓
肖旋
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机构
辽宁科技大学材料与冶金学院
辽宁省纳米粉体制备及应用重点实验室
辽宁科技大学化学工程学院
沈阳理工大学材料科学与工程学院
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出处
《中国表面工程》
北大核心
2025年第2期90-98,共9页
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基金
国家自然科学基金(52271056,52102174)
辽宁省高校基本科研业务费专项。
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文摘
作为手机镜头保护盖,芳香族高分子聚合物聚醚酰亚胺(PEI)的耐磨性能不足,表面涂层强化是提高其耐磨性的有效途径之一,提高膜-基界面结合强度是增强硬质涂层有效性的必然要求。采用磁控溅射技术在PEI基体表面沉积氮化铬(Cr N)涂层,研究靶-基距及沉积时间对沉积涂层的形貌、相结构、膜-基界面结合强度和耐磨性的影响。靶-基距为18 cm沉积时,涂层缺陷随沉积时间的延长,即薄膜增厚而减少。缩短靶-基距至13 cm后,即增强了基体表面离子密度,薄膜表面缺陷消失。与18 cm靶-基距下最薄涂层的243.2 GPa模量和24.86 GPa硬度相比,13 cm靶-基距最厚涂层的模量和硬度升到307.3 GPa和26.22 GPa,膜-基结合强度相应改善,涂层的磨损率从基体的10^(-4)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)降低了一个数量级,降至10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)。在靶-基距为13 cm时,受高能量离子连续轰击,PEI表面硬化层的模量和硬度平均达10.2 GPa和2.2 GPa,该硬化层与纯Cr过渡层和CrN涂层间形成平滑的模量和硬度梯度,降低了涂层与基体间力学性能差异,从而提高硬质涂层与软基体间的协同形变能力,有效增强CrN防护涂层的有效性,使PEI聚合物作为手机镜头保护盖的应用成为可能。
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关键词
聚醚酰亚胺
磁控溅射
CRN涂层
附着力
协同变形
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Keywords
polyetherimide
magnetron sputtering
CrN coating
adhesion
coordination deformation
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分类号
TG148
[金属学及工艺—金属材料]
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