作者:吴 帅 ¹,刘 爽 ¹,覃礼钊 ¹,张 旭 ²,张同华 ¹,廖 斌 ²,王可平 ³ (1.西南大学材料与能源学院,重庆 400715;2.北京师范大学 射线束技术与材料改性 教育部重点实验室,北京 100875;3.金猫纺织器材有限公司,重庆 400715)
关键词:FCVAD 技术;CrCN 薄膜;热稳定性
磁过滤真空阴极弧沉积(FCVAD)技术制备的 CrCN 薄膜具有优异的机械性能,可作为表面改性膜应用于纺织器材、pcb 钻头和活塞环中。本文针对薄膜因摩擦产生高温或应用环境温度高,其结构和性能将发生变化的情况,研究了 CrCN 薄膜的热稳定性。通过 X 射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜 (FESEM)、拉曼光谱(Raman)和 X 射线光电子能谱(XPS)对常温至 800℃下薄膜的结构进行了表征。结果 显示:FCVAD 技术制备的 CrCN 薄膜热稳定上限温度约为 400℃。温度在 400℃以下时,CrCN 薄膜结构稳定,保持无序状态;当温度达到 500℃时,薄膜表面出现细小晶粒,薄膜中的 CrN 相转化为 Cr₂N 相;随着温 度继续升高,CrCN 固溶相开始石墨化,薄膜内晶粒尺寸变大;当温度大于 700℃时,薄膜中的碳以 CO 或CO₂ 的形式脱离薄膜,Cr 元素以 Cr₂O 3 相的形式存在,并在 800℃长成尺寸约 400nm 的晶粒。