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摘要
飞机在沙漠等恶劣环境中服役，空气中的固体颗粒在高速气流作用下对叶片表面产生高速冲击。为提高钛合金叶片的抗冲蚀性能，采用掠角磁控溅射技术制备复合zigzag结构CrN涂层（简称CrN-zigzag），并利用掠角X射线衍射仪（GIXRD）、扫描电子显微镜（SEM）、划痕测试系统（CSM Revetest）、白光干涉仪、纳米压痕仪、冲蚀设备等表征涂层的成分、组织结构、力学性能和冲蚀性能。研究结果表明，CrN-zigzag涂层组织致密呈现柱状结构，厚度约为3.7μm，纳米硬度达到（19.2±2）GPa，具有良好的膜基结合强度（>48 N）。相比于常规CrN涂层，CrN-zigzag涂层在90°冲蚀角度下的抗冲蚀性能提高了57.67%。CrN涂层表现为明显的脆性失效特征，CrN-zigzag涂层表现为明显的脆性和韧性失效双特征，符合变形磨损理论和二次冲蚀理论。Cr N-zigzag涂层在砂砾冲蚀试验中表现出良好的抗冲蚀性能主要归因于其特有的zigzag晶界取向设计，提高了材料的损伤容限。
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单位中国科学院; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
