金属学报

作者：杨莎莎,杨峰,陈明辉,牛云松,朱圣龙,王福会

单位：1. 中国科学院金属研究所 沈阳 110016；2. 中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 110016；3. 沈阳理工大学装备工程学院 沈阳 110159；4. 东北大学沈阳材料科学国家研究中心东北大学联合研究分部 沈阳 110819

关键词：Ta涂层,磁控溅射,N掺杂,磨损,

基金：国家重点研发计划项目(2017YFB0306100);国家自然科学基金项目(51671053);国家自然科学基金项目(51701223);装备预研教育部联合基金项目(6141A020332-004);中央高校基本科研业务费专项基金项目(N160205001)

采用磁控溅射技术，以AISI304不锈钢为基体，通过在溅射过程中引入不同流量的N2，制备出不同程度N掺杂的Ta涂层，研究了少量N掺杂对Ta涂层微观结构、物相组成、力学及磨损性能的影响。结果表明，无N掺杂时，Ta涂层中的物相组成为α-Ta，晶粒粗大，(211)和(110)晶面竞争生长；N掺杂后涂层中的物相组成为TaN0.1，晶粒细小并呈(110)择优取向。少量N掺杂可以显著提高Ta涂层的硬度和弹性模量，并大幅度改善其抗磨损性能。涂层硬度和弹性模量的提高与晶粒细化、N原子固溶及涂层中存在的压应力有关。N掺杂后涂层的磨损机制由磨粒磨损向黏着磨损转变。

来源：2019年第3期

《金属学报》期刊编辑部

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