2。3。3能量色散谱仪（EDS） 14

2。3。4纳米力学测试系统 14

2。3。4摩擦磨损试验机 15

2。3。5电化学测试 16

2。3。6洛氏硬度 16

第三章实验结果及分析 18

3。1涂层厚度分析 18

3。1。1厚度测量 18

3。2涂层表面形貌及综合力学性能分析 19

3。2。1CrAlN涂层表面形貌研究 19

3。3涂层综合力学性能分析 20

3。3。1涂层硬度分析 20

3。4涂层室温摩擦磨损性能研究 21

3。4。1摩擦系数分析 21

3。4。2涂层磨损后的三维形貌 22

3。4。3涂层磨损机制分析 22

3。5涂层耐腐及电化学性能研究 25

3。5。1模拟海水腐蚀后表面形貌 25

3。5。2Tafel极化曲线的分析 26

结论 28

致谢 29

参考文献 30

第一章 绪论

1。1 引言

制造业是我国国民经济的支柱产业，制造业的快速发展和转型升级，为实现我国加快从制造大国转变为制造强国奠定了坚实的基础。而现代机械加工技术的发展、完善、优化对于制造业的发展尤为重要。表面工程技术是先进制造技术的关键组成部分。作为材料表面改性的重要手段—表面涂层技术，不仅能够制备各种特殊功能的涂层材料，而且用少量的材料就可能起到一些大量且又昂贵的整体材料所难以起到的作用，同时使用表面涂层技术大大降低了产品的加工成本[1]。表面涂层技术是一种新的表面强化技术，可以获得显著技术经济益，它是表面工程科学的重要组成部分[2]。纳米薄膜涂层则是表面涂层技术新的研究方向。论文网

纳米涂层是近些年来受到广泛关注的一种新材料。当今世界，随着信息、能源、国防工业等的飞速发展，工业生产中，对材料的表面硬度、耐磨性、抗氧化和耐腐蚀等诸多性能提出了越来越多的苛刻要求[3]。纳米薄膜材料的引入可以较好地解决这一难题。

目前已经应用于生产的TiN和TiAlN纳米薄膜可以很好地满足高速切削刀具对红硬性和耐磨性的要求[1]。硬质薄膜的大规模工业应用有望给企业带来显著技术经济效益，并大幅降低生产成本。最近已有相关的研究证实，CrN薄膜的抗氧化损耗性能要优于TiN薄膜，且若在TiN中加入Al可提高薄膜的抗氧化温度，则在CrN中添加Al有望进一步提高薄膜的抗氧化损耗性能[1]。在要求高耐磨性的情况下，由于TiN薄膜在高温综合性能方面所表现出的种种缺陷，CrAlN涂层有望部分或完全代替TiN，故可以预测：CrAlN涂层刀具具有十分广阔的工业应用前景。但其力学性能和摩擦性能需要深入的研究。

制备CrAlN薄膜的工艺方法目前已有很多，在诸多技术当中，电弧离子镀技术因为由于具有沉积速率快、制备的涂层膜层致密且薄膜与基体的膜基结合力强等优点，决定了该工艺在镀膜上应用相对广泛，且目前已在工业上已有实际应用[3]。