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作者：何建成;康小明;徐海斌;徐畅;魏鸿飞;朱玉荣;
单位：上海交通大学机械与动力工程学院;西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室;
摘要：为解决气炮发射管入口部位因高温高压产生的表面烧蚀与孔径增大的问题，采用磁控溅射技术在炮钢基体表面制备纯钽涂层，研究不同工艺参数对钽涂层结构以及耐烧蚀性能的影响规律。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和超景深显微镜等对钽涂层进行表征，通过原子力显微镜、摩擦磨损实验测试不同参数下钽涂层力学性能的变化，采用激光烧蚀实验测试分析钽涂层的耐烧蚀性能。结果表明，溅射过程中工作气压越大，单位时间内制备的钽涂层越厚；溅射功率增加，性能表现较好的钽涂层α相含量增多；温度增大与工作气压增大均会导致易脆的β相增多，其中工作气压影响更加明显；当工作气压1.2 Pa、基体温度200℃时，钽涂层杨氏模量最接近炮钢基体；钽涂层摩擦因数与炮钢相近，溅射功率2 000 W、基体温度200℃的工艺参数下制备的钽涂层的耐磨损性能优于炮钢。综合分析钽涂层厚度、表面质量、物相、耐磨性等因素，工作气压0.2 Pa、基体温度200℃、溅射功率2 000 W为制备较好材料性能钽涂层的工艺参数。相同的激光作用在炮钢基体和钽涂层上的烧蚀深度分别为163.3μm和23.3μm,表明钽涂层具有良好的耐烧蚀性能提升效果。
关键词：磁控溅射;;钽涂层;;涂层表征;;耐烧蚀性能
