钾 hydroxide 活化碳与商业活性炭对比研究：结晶紫染料废水处理的可持续吸附剂

本文系统研究了CrSi基涂层在锆-4（Zr-4）合金表面的制备及其摩擦学性能。通过双靶共溅射技术，探究了Si含量和N掺杂对涂层结构、力学性能及磨损机制的影响。结果表明，Si含量增加会提升CrSi涂层硬度但降低韧性，而N的引入会形成Cr2N陶瓷相，显著影响磨损行为。在空气和去离子水中，涂层的摩擦学表现分别与硬度和韧性密切相关。本研究为核燃料包壳材料（ATF）的耐磨性能优化提供了重要参考。

　　

Highlight

采用双靶共溅射技术在Zr-4合金表面制备CrSi基涂层，系统研究了Si含量和N掺杂对涂层微观结构和摩擦学性能的影响。

Microstructure and composition

CrSi基涂层的元素组成如表3所示。除Cr和Si外，涂层中还检测到一定量的O，这可能源于真空腔室中的H₂O、O₂或溅射靶材。随着Si靶溅射功率的增加，Si含量从0.8%升至14.3%，而Cr含量相应降低，O含量保持稳定。在CrSi-14.3中引入N后，涂层中形成了Cr₂N陶瓷相。

Conclusions

(1) Si含量对CrSi涂层的微观结构影响较小，涂层始终保持体心立方结构；而N的引入促进了Cr₂N相的形成。

(2) Si含量显著影响涂层的力学性能：硬度随Si含量增加而提高，但韧性降低。含N的CrSiN涂层在所有样品中韧性最低。

(3) 在空气中，CrSi基涂层的摩擦学行为与其硬度呈正相关，主要磨损机制为粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损；在去离子水中，涂层的磨损行为涉及磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损，受硬度和韧性共同影响。