多弧离子镀制备的大厚度Cr/Cr2N/CrN多层涂层的结构和力学性能

摘要

采用多弧离子镀制备一种厚度为24.4 μm的Cr/Cr2N/CrN多层结构涂层.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、能量散射谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对涂层进行表征,并用纳米压痕和划痕仪测试其硬度和结合力.用UMT-3MT往复式摩擦磨损试验机对涂层在大气和海水环境中的摩擦性能进行测试.结果表明,该涂层由3种相结构组成,分别是Cr相、Cr2N相和CrN相.相对于单层CrN涂层,多层涂层的结合力明显提高,该涂层的硬度为(21±2) GPa.多层结构涂层在人工海水中的耐蚀性能显著优于单层CrN涂层的耐蚀性能,且在大气和海水中多层结构涂层的摩擦因数均低于单层CrN涂层的摩擦因数.