表面技术2024，Vol.53Issue(1) ：169-181.DOI:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.01.016

双辉等离子渗铬界面层对类石墨碳基涂层力学及磨蚀性能的影响

Effect of Double Glow Plasma Surface Alloying Cr Buffer Layer on Mechanical and Tribocorrosion Properties of Graphite-like Carbon Composite Coating

闫江山 郭鹏 林乃明 张应鹏 马冠水 周小卉 汪汝佳 严凯 李小凯 汪爱英
表面技术2024，Vol.53Issue(1) ：169-181.DOI:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.01.016
✕
  • 万方数据

双辉等离子渗铬界面层对类石墨碳基涂层力学及磨蚀性能的影响

Effect of Double Glow Plasma Surface Alloying Cr Buffer Layer on Mechanical and Tribocorrosion Properties of Graphite-like Carbon Composite Coating

闫江山 1郭鹏 2林乃明 3张应鹏 2马冠水 2周小卉 2汪汝佳 2严凯 3李小凯 3汪爱英2
扫码查看

作者信息

  • 1. 太原理工大学 材料科学与工程学院,太原 030024;中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室 浙江 宁波 315201;中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,浙江 宁波 315201
  • 2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室 浙江 宁波 315201;中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,浙江 宁波 315201
  • 3. 太原理工大学 材料科学与工程学院,太原 030024
  • 折叠

摘要

目的 研究渗铬界面层对铬/类石墨碳(Cr/Graphite-Like Carbon,GLC)复合涂层力学性能、结合强度及磨蚀行为的影响,阐明Cr/GLC复合涂层的抗磨蚀机理.方法 以316L不锈钢(316L)为基体,先借助双辉等离子表面合金化(DGPSA)技术制备渗铬界面层,再采用直流磁控溅射(DCMS)技术制备顶层GLC涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)和X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构与成分,采用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站测试复合涂层的力学性能、断裂韧性、结合强度和抗磨蚀性能.结果 渗铬界面层能够促进GLC涂层的石墨化转变,实现硬度分布的梯度变化(基体为3.65 GPa,渗铬界面层为8.97 GPa,表面为13.15 GPa),有效阻碍了裂纹的扩展.与GLC涂层相比,Cr/GLC复合涂层具有较高的断裂韧性和结合强度(≥50 N),在3.5％NaCl溶液中具有更低的摩擦系数(0.055)和更低的磨损率(3.22×10–7 mm3/Nm),其抗腐蚀性和化学稳定性也明显更优.结论 通过界面设计,实现了Cr/GLC复合涂层硬度分布的梯度过渡,提高了复合涂层的断裂韧性以及与316L的结合强度,赋予了复合涂层优异的抗磨蚀性能,为其在海洋苛刻环境下的磨蚀防护提供了有益借鉴.

关键词

双辉等离子表面合金化/直流磁控溅射/类石墨碳/渗铬界面层/结合强度/磨蚀

Key words

double glow plasma surface alloying (DGPSA)/DC magnetron sputtering (DCMS)/graphite-like carbon (GLC)/Cr interface layer/bonding strength,tribocorrosion

引用本文复制引用

基金项目

山西省科技合作交流专项(202204041101021)

山西省回国留学人员科研项目(2020-035)

中科院海洋新材料与应用技术重点实验室/浙江省海洋材料与防护技术重点实验室开放基金(2021K03)

出版年

2024
表面技术
中国兵器工业第五九研究所,中国兵工学会防腐包装分会,中国兵器工业防腐包装情报网

表面技术

CSTPCD北大核心
影响因子：1.39
ISSN：1001-3660
参考文献量14
段落导航相关论文