小能量多冲法对物理气相沉积膜层机械性能的评价

摘要

利用自行研制的小能量多冲试验装置,对物理气相沉积(PVD)方法制备的CrMo合金膜和TiAlN陶瓷膜的结合强度、韧性、内聚强度等机械性能进行综合评价;探讨了膜层性质、冲头几何形状、基材硬度等因素对PVD膜层在小能量多冲条件下失效行为的影响规律;比较了膜层在承受动态多冲与静态压入载荷条件下失效行为的异同;分析了膜层在小能量多冲条件下的失效机制.结果表明:小能量多冲法能够很好地模拟膜层承受动态冲击载荷的服役工况.该方法既可以用于评价硬质陶瓷膜层的机械性能,也可用于合金膜层的力学性能表征;冲击力比冲击周次对膜层多冲失效行为的影响更为显著;四棱锥冲头较球型冲头更易于造成膜层的剥落失效,因而更有利于评价膜层的结合强度;承载能力高的基材有利于提高膜层的多冲抗力;膜层在四棱锥冲头多冲条件下主要发生膜基结合型破坏,而在静载压入条件下的失效则以开裂为主,反映了膜层的韧性及内聚强度.