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Application of Chromium-based Nitride Films to Cutting Tools.

铬基氮化物薄膜在切削工具中的应用。

基本信息

批准号：
16360367
负责人：
SUZUKI Tetsuya
金额：
$ 9.28万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

Metastable PVD films have been developed by incorporating second metals to binary nitride films in aims a gaining excellent mechanical and tribological properties. The cathodic arc method is a specialized method in creating metastable ternary films which cannot be synthesized under stable thermodynamic conditions. In this series of study, 2004-2006, the maximum hardness of ceramics nitride films was investigated based on the phase transition analyzed by X-ray diffraction and scanning and transmission electron microscopy.Ternary nitride films had higher microhardness than the binaries and had their own maximum hardness at certain values. The crystal structures of Ti_<1-x>Al_xN changed from the NaCl-type to Wurtzite-type at the X=0.6, while the structures of Ti_<1-x>Cr_xN and Ti_<1-x>Zr_xN retained the NaCl-type for all X values. The maximum microhardness of Cr_<1-x>Al_xN and Zr_<1-x>Al_xN were obtained at phase boundary, where films had had some special microstructure with the mixture with crystal and amorphous. Addition of Cr atoms to (Ti, Al) N films expanded maximum Al solubility up to 73 at.% without hexagonal phase segregation. The cubic Ti_xCr_yAl_zN films obtained by thermal annealing were investigated with respect to phase transition, lattice parameter and microhardness. They were kept cubic type even up to 800℃. The lattice parameter of films at decreased by 0.5% compared with to that of room temperature. Finally, cubic phase was partially transformed into hexagonal phase through the thermal diffusion process over 900℃, which decreased its microhardness.

亚稳态PVD薄膜是将第二金属掺入二元氮化物薄膜中，以获得优异的机械性能和摩擦学性能。阴极电弧法是一种在稳定热力学条件下无法合成亚稳态三元薄膜的专门方法。在2004-2006年的一系列研究中，利用x射线衍射、扫描电镜和透射电镜分析了陶瓷氮化膜的相变，研究了其最大硬度。三元氮化膜的显微硬度高于二元氮化膜，并在一定值下有其最大硬度。在X=0.6时，Ti_<1-x>Al_xN的晶体结构由nacl型转变为纤锌矿型，而Ti_<1-x>Cr_xN和Ti_<1-x>Zr_xN的晶体结构在所有X值下均保持nacl型。Cr_<1-x>Al_xN和Zr_<1-x>Al_xN的显微硬度在相界处达到最大值，在相界处薄膜呈现出晶态和非晶态混合的特殊微观结构。在（Ti, Al） N薄膜中加入Cr原子使Al的最大溶解度提高到73 at。%无六方相偏析。研究了热退火法制备的Ti_xCr_yAl_zN立方膜的相变、晶格参数和显微硬度。即使在800℃以上，它们仍保持立方型。与室温相比，薄膜的晶格参数降低了0.5%。经过900℃以上的热扩散过程，立方相部分转变为六方相，显微硬度降低。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The effects of deposition temperature and post-annealing on the crystal structure and mechanical property of TiCrAlN films with high Al contents

DOI：
10.1016/j.surfcoat.2005.03.013
发表时间：
2006-02
期刊：
Surface & Coatings Technology
影响因子：
5.4
作者：
H. Hasegawa;T. Yamamoto;Tetsuya Suzuki;Kenji Yamamoto
通讯作者：
H. Hasegawa;T. Yamamoto;Tetsuya Suzuki;Kenji Yamamoto

Mineral compositions, microstructures, and mechanical properties of primary materials from the Paleolithic age

旧石器时代主要材料的矿物成分、微观结构和机械性能

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Materials Characterization Vol.56
影响因子：
0
作者：
中野義夫;斉藤真紀;廣川能嗣;中野義夫他;中野義夫他;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;T.Sato et al.;K.Yonekura et al.
通讯作者：
K.Yonekura et al.

Mineral compositions, microstructures and mechanical properties of primary materials from the Paleolithic age

旧石器时代主要材料的矿物成分、微观结构和机械性能

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Materials Characterization Vol.56
影响因子：
0
作者：
中野義夫;斉藤真紀;廣川能嗣;中野義夫他;中野義夫他;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;T.Sato et al.;K.Yonekura et al.;H.Hasegawa et al.;K.Yonekura et al.;K.Yonekura et al.
通讯作者：
K.Yonekura et al.

Microstructures and Microhardness in Cr_xAl_yN Films Synthesized by Cathodic Arc Method

阴极电弧法合成Cr_xAl_yN薄膜的显微组织和显微硬度

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Surface ＆ Coatings Technology, Surface ＆ Coatings Technology Vol.201
影响因子：
0
作者：
中野義夫;斉藤真紀;廣川能嗣;中野義夫他;中野義夫他;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;入谷英司;E.Iritani;E.Iritani;E.Iritani;T.Sato et al.
通讯作者：
T.Sato et al.

Effects of second metal contents on microstructure and micro-hardness of ternary nitride films synthesized by cathodic arc method

DOI：
10.1016/j.surfcoat.2004.08.033
发表时间：
2004-11
期刊：
Surface & Coatings Technology
影响因子：
5.4
作者：
H. Hasegawa;Tetsuya Suzuki
通讯作者：
H. Hasegawa;Tetsuya Suzuki

DOI：
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