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摘要
目的研究Ni元素在CrNiN涂层中的存在形式，阐明Ni含量对CrNiN涂层的微观结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响。方法采用磁控溅射技术，在控制Cr靶功率不变的条件下，通过改变NiCr靶电流制备3种不同Ni含量的CrNiN涂层。利用X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、聚焦离子束显微镜（FIB）、透射电子显微镜（TEM）、纳米压痕仪、电化学工作站等测试方法表征涂层的成分、组织结构、力学性能和耐腐蚀性能。结果当NiCr靶电流由0.5A增加到1.0A时，CrNiN涂层中的Ni含量（均用原子数分数表示）由6.84%增加到13.36%,CrNiN涂层具有明显的（200）择优取向。CrNiN涂层主要由CrN相组成，存在少量的Cr2N相和Ni金属相。随着Ni含量的增加，CrNiN涂层的硬度先增大后减小，当Ni含量为8.57%时，CrNiN涂层的硬度相对于CrN涂层提高了36%，达到了（16.9±0.7）GPa，韧性和抗塑性变形能力也明显提高；CrNiN涂层的腐蚀电流密度逐渐减小，耐腐蚀性增强。当Ni含量为13.63%时，涂层的自腐蚀电位为-0.096V，腐蚀电流密度为5.21×10-9A/cm2，耐腐蚀性能最优。结论随着CrNiN中Ni含量的增多，涂层的致密性提高。当涂层中的Ni含量为8%左右时，其力学性能和耐腐蚀性能均得到提升。
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