第十四届全国表面工程大会

135 / 2022-09-18 09:34:48

O添加对AlN涂层结构和性能的影响

AlON涂层, 硬度, 热稳定性，抗氧化性

暂无

本工作研究了不同O含量的AlON涂层的结构、力学和热性能。AlON涂层的结构与O含量密切相关，氧添加促进了立方结构Al₂O₃相的生成。随着O含量的增加，涂层由六方结构的AlN涂层转变为六方和立方两相结构的Al_0.49O_0.05N_0.49和Al_0.48O_0.14N_0.38涂层，进一步转变为立方结构的Al_0.41O_0.56N_0.03涂层；并最终形成γ-Al₂O₃氧化物涂层。AlON涂层的相结构进化引起其力学性能的变化，少量O的添加提高了涂层的硬度，由AlN涂层的~18.5 GPa提升至Al_0.49O_0.05N_0.49涂层的~24.1 GPa；继续增加O含量反而使涂层的硬度持续下降Al_0.41O_0.56N_0.03的~11.4 GPa；而γ-Al₂O₃的氧化物涂层的硬度为~14.2 GPa。AlON涂层退火过程的相变提高了涂层的硬度。此外，少量氧的添加促进了表面保护性氧化层的形成，Al_0.49O_0.05N_0.49涂层表现出较好的抗氧化性能；而随氧含量持续增加，高氧含量氧氮化物涂层的抗氧化性反而下降。