含Ag硬质涂层的结构及其摩擦腐蚀与抗菌特性的研究进展

摘要

从含Ag元素的硬质涂层入手,综述了二元含Ag的Ag-DLC涂层到三元含Ag的CrN/Ag、TiN/Ag、ZrN/Ag涂层,再到多元含Ag的CrSiN/Ag、TiCN/Ag、Zr CN/Ag等涂层的研究进展,分析了不同制备技术和参数、不同元素添加等手段对涂层结构、摩擦腐蚀及抗菌特性的影响。在含Ag硬质涂层从二元到多元的研究过程中,发现元素的含量和制备参数会对涂层的微观组织结构产生重要的影响,并且Ag元素的含量极大地影响着硬质涂层的摩擦学特性、耐腐蚀性能和抗菌性。已有研究表明:低剪切强度的软质Ag相的添加往往能提高涂层的耐磨特性,故将具有高热化学稳定性的Ag固体润滑剂与高耐磨性的硬质涂层相结合,可以改善硬质涂层的摩擦学特性;少量的Ag元素添加可以保持或略微改善涂层的耐腐蚀性能,但是掺杂较高含量的Ag会使硬质涂层的耐腐蚀性能降低;同时,Ag元素对能够引起金属腐蚀的细菌有很好的抗菌效果,且是对环境和人体安全性好的金属元素。若能在金属部件表面沉积含Ag的纳米复合涂层,可以满足水润滑部件耐磨和防污的使用要求。研究在水环境中具有耐磨、抗生物腐蚀的含Ag纳米复合涂层,有利于对机械工程设备中关键零部件的保护,对于海洋开发和社会发展具有重大意义。