C/Cr镀(du)层(ceng)是目前(qian)研究较多(duo)可(ke)在(zai)很多(duo)领(ling)域(yu)替(ti)代(dai)电(dian)镀(du)硬(ying)铬的(de)镀层(ceng)。这(zhe)是因为(wei)碳(tan)元素的(de)加入(ru)可与(yu)铬(ge)形(xing)成(cheng)多(duo)种碳化物，镀层(ceng)表现出高(gao)的(de)硬度，在(zai)高温(wen)作(zuo)用下(xia)，沉积过程中未形(xing)成(cheng)碳(tan)化物的(de)碳可进(jin)一步(bu)与(yu)铬元(yuan)素(su)反(fan)应，生成更(geng)多(duo)铬(ge)碳化(hua)合物(wu)，有(you)效地(di)提(ti)高C/Cr镀(du)层(ceng)的(de)高温硬度(du)。Wang等(deng)人的研(yan)究结(jie)果表明，与(yu)CrN及电镀硬(ying)铬相比(bi)，磁控溅(jian)射(she)C/Cr镀层与(yu)熔(rong)融(rong)塑料形成(cheng)更小(xiao)的接触(chu)角，拥(yong)有更(geng)小(xiao)的表(biao)面张(zhang)力(li)，更有利(li)于模(mo)具(ju)的(de)脱(tuo)膜和(he)清理(li)，从(cong)而提高(gao)生(sheng)产效率(lv)，因(yin)此C/Cr镀层(ceng)是(shi)一(yi)种优异的(de)模具保护材料。
铬和(he)碳可(ke)以(yi)化(hua)合形成(cheng)多(duo)种碳化(hua)物，C在(zai)Cr中固(gu)溶(rong)度(du)很低，随(sui)着C浓(nong)度的增加(jia)，依(yi)次形成三种(zhong)不(bu)同(tong)的(de)稳定相(xiang)Cr-C化(hua)合(he)物(wu)：立方Cr23C6、正交(jiao)Cr7C3和1Cr3C2。这(zhe)些(xie)碳化(hua)物所(suo)具有的(de)
特(te)点(dian)是：在(zai)金属(shu)碳(tan)化物(wu)中，Cr3C2抗(kang)氧(yang)化(hua)能力(li)最(zui)强(qiang)，在(zai)空(kong)气中1100～1400。C才(cai)开(kai)始显著(zhu)氧化(hua)；在(zai)高温(wen)条(tiao)件(jian)下(xia)，仍(reng)能(neng)保(bao)持相(xiang)当高(gao)的硬度(du)。碳化(hua)物高(gao)硬度(du)及(ji)化(hua)学稳(wen)定(ding)性，被广泛地(di)应用于(yu)耐(nai)磨，耐(nai)蚀(shi)环境中(zhong)。碳(tan)化铬(ge)镀(du)层除了(le)上述3种(zhong)平衡碳(tan)化物和(he)非晶碳(tan)外，Be谢logua等(deng)采(cai)用透射电(dian)镜观测到(dao)亚稳(wen)NaCI型(B1)面心立方CrCl．X相形成于(yu)离子(zi)镀(du)制(zhi)备(bei)的(de)碳(tan)化(hua)铬(ge)镀(du)层
中，而(er)经过(guo)退火(huo)处(chu)理后(hou)转变为(wei)稳定的(de)Cr3C2结构(gou)。
Cr3C2呈金(jin)属色，密度(du)为(wei)6.689/cm3，熔(rong)点(dian)为(wei)1810。C。Cr3C2晶体强(qiang)度大，硬度(du)高，具(ju)有很(hen)好的耐磨耐(nai)蚀性。用(yong)NiCr-Cr3C2喷(pen)涂(tu)电厂(chang)锅(guo)炉炉(lu)管，管(guan)壁磨损(sun)量(liang)降(jiang)低50倍，在(zai)稀(xi)硫(liu)酸(suan)溶液(ye)中是1Crl8Ni9Ti耐(nai)蚀(shi)性(xing)的(de)30倍，特别(bie)适合于制(zhi)作精(jing)密的(de)标准(zhun)块(kuai)规(gui)，还(hai)可用于(yu)制(zhi)造结(jie)构部(bu)件(jian)，诸如(ru)轴(zhou)承、密封(feng)垫、阀门(men)密封(feng)等(deng)。
nc．CrCx／a-C(：H)纳(na)米(mi)复(fu)合镀(du)层(ceng)是在(zai)Cr掺(can)杂非(fei)晶碳(tan)镀(du)层的基础(chu)上(shang)发展(zhan)起来的，旨在(zai)降(jiang)低镀(du)层残(can)余应力，提(ti)高镀(du)层韧(ren)性(xing)和附(fu)着(zhe)性(xing)能，大部分采用反应(ying)溅射(she)方法制备。Gassner等系(xi)统研(yan)究(jiu)了反(fan)应(ying)磁(ci)控(kong)溅(jian)射(she)制备nc．CrC。／a．C：H纳米(mi)复合镀层(ceng)结构和(he)性能(neng)的关系(xi)，基体(ti)偏压(ya)的(de)增(zeng)加引起(qi)离子(zi)轰(hong)击能(neng)量增(zeng)强，使(shi)结(jie)晶(jing)度(du)增(zeng)加，晶(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)增(zeng)大，a-C：H剖k@sp3键(jian)增多，进(jin)而(er)改变镀(du)层的(de)硬(ying)度和耐(nai)磨(mo)性(xing)能。当镀(du)层中(zhong)不含(han)a．c：H时，纳米(mi)复(fu)合镀层(ceng)具有(you)高(gao)的(de)磨(mo)损率和摩擦(ca)系(xi)数，而(er)当镀(du)层中a．C：H相的(de)含(han)量为(wei)64％时(shi)，纳(na)米晶(jing)CrCx的晶(jing)粒尺(chi)寸为(wei)3.0±0．8nm，且具有(you)相对高的sp2键，镀(du)层(ceng)具(ju)有最(zui)低(di)摩擦系数和磨(mo)损率(lv)，分别为(wei)0.12和1.16×10’15m3／Nm。
Groudeva．zotova等通(tong)过(guo)控(kong)制(zhi)铬靶(ba)和石墨靶的溅射(she)功率，沉积了C：Cr原(yuan)子(zi)比(bi)为(wei)0．08．2．40的碳(tan)化(hua)铬镀层，随(sui)着(zhe)碳(tan)含量(liang)增加，观(guan)测(ce)到如下相(xiang)变(bian)过程(cheng)：a-Cr(C)匿(ni)]溶体(ti)--+a-Cr(C)固(gu)溶体+Cr23C6_含(han)铬非晶碳(tan)a．C(Cr)+亚稳碳(tan)化(hua)物_CrC。／a：C纳米复合结构，具(ju)有前两(liang)种(zhong)结(jie)构(gou)的镀(du)层(ceng)硬(ying)度(du)最(zui)高(gao)，耐(nai)磨(mo)性(xing)能最佳，同(tong)时(shi)具有较低的(de)电阻率。Hou等(deng)168j同样在磁(ci)控共溅射(she)沉(chen)积Cr7C3中观(guan)测(ce)到基(ji)体(ti)偏(pian)压(ya)对(dui)镀(du)层(ceng)的硬(ying)度(du)和(he)电(dian)阻率具有(you)显著影响，随(sui)着基体(ti)偏(pian)压由OV提(ti)高到．200V，镀(du)层硬(ying)度从15.7GPa升高至(zhi)20.4GPa，而电阻(zu)率(lv)则(ze)由(you)826x10。6Q．cm降(jiang)低至472x10‘6Q．cm。Paul等(deng)[691研(yan)究(jiu)了(le)溅射功率对射(she)频和直流(liu)溅射Cr3C2靶(ba)沉积(ji)的碳化铬(ge)镀(du)层结构(gou)和性(xing)能(neng)的影(ying)响(xiang)，结(jie)果表(biao)明，大部(bu)分(fen)镀(du)层(ceng)具(ju)有(you)类(lei)非晶(jing)结(jie)构，射频溅(jian)射沉积的(de)碳(tan)化铬镀(du)层晶粒(li)尺寸约为40nm，略(lve)小于直(zhi)流溅射(she)沉(chen)积(ji)，而(er)随着射(she)频(pin)溅射(she)功率从200W升(sheng)高至(zhi)500W，镀层硬度(du)由4.7GPa线性(xing)提(ti)高至7.2GPa。Marechal等(deng)通(tong)过(guo)控制溅射(she)工(gong)作气(qi)压和(he)基体(ti)偏压(ya)，利(li)用磁控(kong)溅(jian)射(she)Cr3C2靶(ba)制(zhi)备(bei)得到Cr3C2镀(du)层(ceng)，研究(jiu)表(biao)明(ming)，高(gao)基体(ti)偏压(ya)和(he)低(di)工作(zuo)气压(ya)条(tiao)件(jian)下(xia)沉(chen)积(ji)的镀(du)层(ceng)最(zui)致密(mi)，而电阻(zu)率(lv)主要受(shou)氧(yang)浓度影响，不(bu)含氧的(de)条(tiao)件下(xia)，碳化(hua)铬镀(du)层电(dian)阻率为120×10曲Q．cm，约(yue)为(wei)体材(cai)料(liao)的(de)一半。
碳(tan)化(hua)铬镀(du)层(ceng)的(de)硬(ying)度虽(sui)低(di)于氮化(hua)钛(tai)镀(du)层(ceng)，但(dan)具(ju)有更好(hao)的(de)韧性、耐磨性(xing)、抗高(gao)温氧(yang)化(hua)性和(he)耐(nai)腐性，更高(gao)的(de)膜(mo)基(ji)结合强(qiang)度，己(ji)被广泛(fan)应用作(zuo)为刀具和(he)模(mo)具的防(fang)护(hu)涂层以及机(ji)械
部(bu)件防(fang)腐(fu)涂(tu)层和装(zhuang)饰(shi)用(yong)涂(tu)层。
目(mu)前，常(chang)用(yong)于C/Cr镀(du)层制(zhi)备方法(fa)有(you)：电镀(du)法、热(re)反应扩散(san)法(fa)(TRD．thermal reactivediffusion)热喷(pen)涂(tu)技术，阴(yin)极(ji)弧镀(du)反应(ying)溅射法。物(wu)理气(qi)相(xiang)沉(chen)积Cr-C具有良好的(de)硬
度(du)、韧(ren)性(xing)和(he)化(hua)学(xue)稳定性。
相(xiang)关链接(jie)
