作者：严艳芹; 邱长军; 胡良斌; 黄鹤; 刘艳红; ...磁控溅射crsnal合金膜层中温烧结膜层韧性结合强度
摘要：目的通过在Cr膜中添加SnAl元素及中温液相烧结,提高锆合金膜基界面结合强度。方法在Cr靶中添加SnAl元素,制备一种均匀分布的CrSnAl合金靶材(原子比Cr:Sn:Al=95:4:1),并利用直流磁控溅射(DCMS)技术在锆合金表面制备约5μm厚的CrSnAl膜层,再将CrSnAl膜层试样放入Ar保护气氛炉中进行中温烧结(温度为600℃,时间为30min),随炉冷却至室温。利用XRD、SEM、EDS及体式显微镜分析中温烧结对CrSnAl膜层形貌、组织结构及元素扩散的影响;根据涂层弯曲断裂形貌、切削划痕力和切屑形貌综合评价膜基界面结合强度。结果添加SnAl后,Cr膜层表面孔隙等缺陷明显减少,膜基界面结合强度得到较大提升,从41.7MPa提升到了45.8MPa。600℃烧结后,CrSnAl膜层韧性增强,并出现韧窝形貌,剪切唇仅为烧结前CrSnAl膜层的1/2,CrSnAl/Zr界面结合强度进一步提升到52.1MPa。结论Cr膜中添加SnAl有利于膜基界面元素扩散,对膜基界面结合强度提高有较大影响;中温烧结CrSnAl膜层韧性及膜基界面结合强度均有较大提升,进而改善了膜基界面结合性能。
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