[科普中国]-硬质膜

硬质膜是指覆于工模具或机械零件表面提高其硬度和耐磨性的覆盖膜层。硬质膜的显微硬度比工具膜基材高，一般在10-30GPa之间。

简介硬质膜是指覆于工模具或机械零件表面提高其硬度和耐磨性的覆盖膜层。

特点硬质膜的显微硬度比工具膜基材高，一般在10-30GPa之间。在超硬膜材料中，具有金属键的氮化钛间隙化合物具有高的硬度和较好的韧性，因而其综合性能较好。离子键的氧化铝除硬度高外，能够抗氧化，耐腐蚀，化学稳定性佳，适用于切削铁基材料。金刚石和立方氮化硼具有共价键，其硬度最高。以上这些单质超硬膜或它们的复合涂层沉积在工模具上可以提高它们的寿命。由于这些硬质膜是化合物膜或碳氮化硼的特殊结构，需利用热能和等离子体能量提高沉积粒子的能量1。

制备原理制备硬质膜的技术有化学气相沉积(CVD))法、等离子体化学气相沉积( PCVD )法、磁控溅射法、辉光放电离子镀法、弧光放电离子镀法、离子束辅助沉积法等。

缺点CVD的缺点也是十分明显的:沉积温度高，限制了可用来镀层的刀具材料;以氯化物为原料，会使刀具变脆;用于高速钢的刀具时，还需在镀层后对刀具重新进行热处理，增加了成本，并导致刀具性能降低。

相关概念硬质合金，由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度2。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学