中科院宁波材料技术与工程研究所表面事业部科研人员,通过掺杂AlN来提高VN涂层的硬度。采用PVD技术,通过系统地优化涂层的制备工艺,制备了一系列VAlN涂层,并深入研究了AlN含量对VAlN涂层组织、化学键、硬度的影响。实验证实:获得的VAlN涂层硬度可达30 GPa以上,表现出与TiAlN相比拟的力学性能。结构分析进一步表明,在较低AlN含量时,AlN以固溶体形式存在;而当AlN达到一定含量时,涂层内部出现成分起伏,即出现交错的富AlN团簇与贫AlN团簇,该现象可能与三元VAlN固溶体的失稳分解(Spinodal decomposITion)有关。
相关成果已在Surf. Coat. Technol发表一篇学术论文Microstructure, chemical states, and mechanical properties of magnetron co-sputtered V1-xAlxN coatings(232(2013)311-318)。论文刊出后引起了国内外学者的广泛关注(在该期刊的Most Download区排名前二十位)。
相关成果已申请国家发明专利1项。
不同Al含量的V1-xAlxN涂层硬度模量变化
V0.38Al0.62N涂层的STEM-EDX面扫图像