[科普中国]-氮化铬膜

氮化铬膜是指铬氮化合物的薄膜。在Cr-N系中存在六方结构Cr2N和BI-NaCI结构CrN两相。

简介氮化铬膜铬氮化合物的薄膜1。

结构特征在Cr-N系中存在六方结构Cr2N和BI-NaCI结构CrN两相。

特性具有高的硬度和良好的耐磨性，是一种很受重视的耐磨涂层。用空心阴极离子镀制备的氮化铬膜具有Cr+Cr2N两相组织，晶粒度为20 -70nm，硬度为HV 22GPa 。经真空退火后，能提高到HV36.4GPa。其耐磨性优于CrC膜。反应溅射法氮化铬膜能得到Cr+Cr2N或单相CrN两种组织。其硬度均在HV20~ 25GPa(块体CrN硬度HV 11GPa)2 。

相关概念氮化：使氮原子渗入钢件表面层的化学热处理工艺。又称渗氮。氮化是提高表面硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性最有效的方法。最常用的氮化方法是气体氮化，盐浴氮化应用较少。气体氮化通常用井式炉，将工件放入密封容器内加热并通入氨气。

制备原理采用阴极电弧等离子体沉积技术。阴极电弧等离子体沉积是相对较新的薄膜沉积技术，它在许多方面类似于离子镀技术。其优点：在发射的粒子流中离化率高，而且这些离化的离子具有较高的动能（40-100eV)。许多离子束沉积的优点，如提粘着力，增加态密度、对化合物膜形成具有高反应率等优点在阴极电弧等离子体沉积中均有所体现。而阴极电弧等离子体沉积又具有自己一些独特优点，如可在较多复杂形状基片上进行沉积，沉积率高，涂层均匀性好，基片温度低，易于制备理想化学配比的化合物或合金。

通过蒸发过程将阴极材料蒸发是源于高电流密度，所得到的蒸发物由电子、离子、中心气相原子和微粒组成。在阴极电弧点，材料几乎百分百被离化，这里离子在几乎垂直于阴极表面的方向发射出去，当带有高能量的铬离子碰到氮气后便会马上产生化学反应，变成气态的氮化铬分子了3。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学