第十五届全国表面工程大会

氮化铬（CrNx）涂层表现出卓越的机械和摩擦学性能，使其成为苛刻工业环境中防护应用的理想选择。然而，由于狭窄的空间和精确相组成控制的困难，在细长管的内表面均匀沉积CrNx涂层仍然具有挑战性。本文提出一种利用辅助阳极和内置圆柱形阴极弧离子镀的新方法，成功地在直径40 mm，长度120 mm的管内表面沉积了CrNx涂层，并深入研究了氮化铬相变对膜层性能影响规律。在双辅助阳极协同下，优化了柱状靶阴极放电，促进了氮气离化。随着氮气流量增加，膜层由混合的CrN+Cr₂N相转变为单一的CrN相，之后在更高的氮气流量条件下恢复为混合相。对不同氮气流量下的涂层力学性能和摩擦学性能分析表明：在40 sccm下制备的涂层具有最佳的力学性能，硬度最高（17.4 GPa），而在80 sccm下制备的纯CrN相涂层的磨损率最低（2.95 × 10-6 mm3/(N·m)）。研究表明：通过创新地提出辅阳协同沉积的装置和方法，成功实现了在窄靶-管间隙（7.5 mm）内的稳定沉积和精确的相组成控制，解决了细管内壁柱状阴极靶放电稳定性和均匀性挑战，提高了涂层性能，扩大了各种工业应用的保护涂层能力。
 

内置柱状阴极弧离子镀,管内壁,辅助阳极,CrNx涂层,氮气流量