450℃沉积温度下CrCN涂层的最优摩擦学性能

本研究论文《CrCN涂层在不同沉积温度下的摩擦学性能研究》由王春婷等人于2015年发表，关注的是在工程技术领域，利用多弧离子镀技术在乙炔和氮气气氛下，对316L不锈钢和单晶硅片进行CrCN涂层的制备。研究的焦点在于探究不同沉积温度（150℃、250℃、350℃和450℃）对涂层性能的影响。 作者们首先通过XRD（X射线衍射）和XPS（X射线光电子能谱）技术对涂层的微观结构进行了深入分析，发现随着沉积温度的升高，CrCN涂层的硬度和弹性模量呈现上升趋势，其中450℃时硬度达到24 GPa，弹性模量高达354 GPa，显示出较高的机械强度。这种变化表明高温沉积有助于提高涂层的耐磨损性和抗冲击性能。 在摩擦学性能方面，研究显示摩擦系数和磨损率随温度的变化并非单调，而是呈现出先降低后增加的趋势。在350℃时，摩擦系数在大气和水环境下分别达到最低值，即0.38和0.23，这表明在这一温度下，涂层具有良好的抗磨损性和低摩擦特性。磨损率在大气和水环境下的表现分别为1.7171×10-6 mm³/N·m和9.5297×10-7 mm³/N·m，表明在湿润环境下涂层的耐磨性有所增强。 值得注意的是，水环境中的摩擦系数和磨损率均低于大气环境，这表明水分子在摩擦过程中起到了显著的润滑作用，可能是由于水分子可以降低表面间的直接接触，从而降低摩擦阻力。这一发现对于理解涂层在实际应用中的性能优化以及在湿润环境中的保护作用具有重要意义。 该研究揭示了沉积温度对CrCN涂层摩擦学性能的关键影响，为涂层的设计和应用提供了重要的指导，尤其是在需要考虑耐磨性和润滑特性的场合，如工业设备的表面处理或精密零部件的保护。这些数据和技术参数可供相关领域的工程师们参考，以优化材料选择和加工工艺，提升产品的性能和使用寿命。