由蔡志海、張平、底月蘭、喬玉林著的《CrN基
微納米復合膜的制備與應用》總結了CrN基微納米復
合膜的最新研究結果，從研制新型活塞環表面塗層需
求入手，對CrN薄膜、Cr／CrN納米多層膜、CrTiN、
CrAIN、CriAlN等微納米復合硬膜和CrMoN、CrMoN／
MoS2微納米固體潤滑復合膜的顯微組織、成膜機理和
性能，以及CrN基微納米復合膜的抗熱腐蝕機理、摩
擦磨損機理、摩擦副匹配機理和CrMoN／MoS2微納米
固體潤滑復合膜的摩擦磨損機理模型等方面進行了全
面、深入的分析和研究，並在上述研亢基礎上，進行
了CrN基微納米復合膜活塞環實際應用考核試驗。
本書為物理氣相沉積制備CrN基微納米復合膜及
裝備零件真空鍍膜表面改性強化提供了重要的理論基
礎和工藝指導，具有重要的工業應用參考價值。

第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 活塞環磨損工況及失效機理分析
1.2.1 活塞環的服役工況分析
1.2.2 活塞環的磨損特點與分類
1.2.3 活塞環的磨損機理分析
1.3 發動機活塞環表面處理技術的研究現狀
1.3.1 電鍍
1.3.2 氮化處理
1.3.3 熱噴塗
1.3.4 氣相沉積技術
1.4 多弧離子鍍技術原理及特點
1.4.1 離子鍍技術的發展
1.4.2 多弧離子鍍的基本原理
1.4.3 多弧離子鍍的特點
1.4.4 多弧離子鍍技術發展應用前景
1.5 CrN及其復合膜的性能與研究進展
1.5.1 CrN薄膜的結構與性能
1.5.2 CrN薄膜的研究進展
1.5.3 CrN薄膜的摩擦磨損與抗高溫氧化性能
1.5.4 CrN基復合膜的研究進展
1.6 研究內容
第2章 CrN薄膜的制備與性能研究
2.1 N2濃度對CrN薄膜性能的影響
2.1.1 工藝參數
2.1.2 沉積速率分析
2.1.3 成分與相結構分析
2.1.4 表面和斷面形貌分析
2.1.5 納米硬度和彈性模量分析
2.2 負偏壓對CrN薄膜性能的影響
2.2.1 工藝參數
2.2.2 鍍前轟擊對CrN薄膜生長的影響
2.2.3 沉積速率分析
2.2.4 成分與相結構分析
2.2.5 表面形貌與粗糙度分析
2.2.6 納米硬度和彈性模量分析
2.2.7 結合性能分析
2.3 弧電流對CrN薄膜性能的影響
2.3.1 工藝參數
2.3.2 沉積速率分析
2.3.3 相結構分析
2.3.4 表面形貌與粗糙度分析
2.3.5 納米硬度分析
2.4 Cr／CrN納米多層膜的制備與性能研究
2.4.1 工藝參數
2.4.2 Cr／CrN多層膜的顯微組織結構分析
2.4.3 Cr／CrN多層膜的力學性能分析
2.4.4 Cr／CrN多層膜的殘餘應力與結合強度分析
2.4.5 Cr／CrN多層膜的摩擦磨損性能
2.5 小結
第3章 CrN基復合膜的制備與性能研究
3.1 CrTiN復合膜的制備與性能研究
3.1.1 試驗方法
3.1.2 CrTiN復合膜的沉積速率
3.1.3 CrTiN復合膜的成分分析
3.1.4 CrTlN復合膜的相結構分析
3.1.5 CrTiN復合膜的表面形貌分析
3.1.6 Cftin復合膜的納米硬度分析
3.2 CrAlN復合膜的制備與性能研究
3.2.1 試驗方法
3.2.2 CrAIN復合膜的沉積速率
3.2.3 CrAlN復合膜的成分分析
3.2.4 CrAlN復合膜的相結構分析
3.2.5 CrAlN復合膜的表面形貌分析
3.2.6 CrAIN薄膜的納米硬度和彈性模量分析
3.2.7 CrAlN薄膜的抗高溫氧化性能
3.3 添加Ti、A1元素對CrN薄膜結構與性能的影響
3.3.1 試驗方法
3.3.2 CrriAlN復合膜的沉積速率
3.3.3 CrTiAlN復合膜的成分分析
3.3.4 CrTiAlN復合膜的相結構分析
3.3.5 CrtiAlN復合膜的表面形貌分析
3.3.6 CrtiAlN復合膜的納米硬度和彈性模量分析
3.4 負偏壓對C廣TiAlN復合膜性能的影響
3.4.1 試驗過程
3.4.2 負偏壓對CrtiAlN復合膜沉積速率和硬度的影響
3.4.3 負偏壓對CrTiAlN復合膜結合強度的影響
3.4.4 CrTlAlN復合膜層表面和截面形貌分析
3.4.5 CrTiAlN復合膜的成分與相結構分析
3.4.6 負偏壓對CrtiAlN復合膜磨損性能的影響
3.5 基體旋轉速度對CrtiA1N復合膜性能的影響
3.5.1 試驗過程
3.5.2 顯微組織分析
3.5.3 相結構分析
3.5.4 晶粒尺寸分析
3.5.5 納米硬度和彈性模量分析
3.5.6 殘餘應力與結合強度分析
3.6 CrTiAlN復合膜與其他薄膜的性能比較分析
3.6.1 薄膜表面粗糙度比較分析
3.6.2 薄膜表面硬度與抗塑性變形能力比較分析
3.6.3 薄膜結合強度與殘餘應力的比較分析
3.7 小結
第4章 CrN基復合膜的抗高溫腐蝕行為研究
4.1 前言
4.2 CrN基復合膜的抗高溫氧化行為研究
4.2.1 試驗方法
4.2.2 CrN基復合膜的氧化動力學分析
4.2.3 CrN基復合膜氧化層的形貌與成分分析
4.2.4 CrTlAlN復合膜氧化產物的相組成
4.2.5 CrTiAIN復合膜氧化層的形貌與成分分析
4.2.6 討論
4.3 CrN基復合膜的熱腐蝕行為研究
4.3.1 試驗方法
4.3.2 熱腐蝕動力學
4.3.3 熱腐蝕後表面產物的顯微組織分析
4.3.4 討論
4.4 小結
第5章 CrN基復合膜的摩擦磨損性能研究
5.1 CrN基復合膜的滑動磨損性能研究
5.1.1 潤滑條件對CrN基復合膜滑動磨損性能的影響
5.1.2 滑動頻率對CrN基復合膜滑動磨損性能的影響
5.1.3 載荷對CrN基復合膜滑動摩擦磨損性能的影響
5.1.4 討論
5.2 CrN基復合膜的高溫摩擦磨損性能研究
5.3 活塞環／缸套摩擦副摩擦學匹配優化試驗研究
5.3.1 坦克發動機活塞環／缸套摩擦副的磨損失效分析研究
5.3.2 發動機缸套內壁表面改性工藝研究
5.3.3 缸套內壁激光滲硫復合層的組織結構與性能研究
5.3.4 活塞環／缸套摩擦副優化匹配試驗
5.4 討論
5.4.1 活塞環薄膜化學屬性的影響
5.4.2 活塞環薄膜物理屬性的影響
5.5 小結
第6章 CrMoN／MOS2微納米固體潤滑復合膜顯微組織與成膜機理
6.1 CrMoN固體潤滑復合膜的制備與性能
6.1.1 試驗方法
6.1.2 CrMoN復合膜的顯微組織結構
6.1.3 CrMoN復合膜的力學性能
6.2 CrMoN／MoS，固體潤滑復合膜的制備及顯微組織
6,2.1 試驗方法
6,2.2 成分和相結構
6,2.3 形貌分析
6.3 成膜機理
6.3.1 薄膜中元素沿深度的分布
6.3.2 成膜機理分析
6.3.3 MoS2在薄膜中的分布規律研究
6.4 CrMoN／MoS2固體潤滑復合膜的硬度和結合強度
6.4.1 納米硬度分析
6.4.2 結合強度分析
6.5 小結
第7章 CrMoN／MoS2微納米固體潤滑復合膜的摩擦學行為
7.1 試驗方法
7.2 CrN基固體潤滑復合膜的摩擦學試驗
7.2.1 摩擦繫數
7.2.2磨損量
7.2.3 磨損表面的形貌及元素組成
7.2.4 磨損表面元素的化學態
7.2.5 滲硫層減摩作用機理
7.2.6 Mo含量對薄膜摩擦學性能的影響
7.2.7 滲硫條件對薄膜摩擦學性能的影響
7.3 小結
第8章 CrN基復合膜活塞環的臺架考核試驗研究
8.1 試驗方法
8.1.1 活塞環與缸套樣品準備
8.1.2 試驗設備
8.1.3 試驗過程
8.2 試驗數據分析
8.2.1 活塞環磨損尺寸分析
8.2.2 缸套內壁磨損尺寸分析
8.3 臺架試驗前後活塞環表面薄膜的性能比較分析
8.3.1 厚度比較分析
8.3.2 硬度分析
8.3.3 殘餘應力分析
8.3.4 結合強度分析
8.4 摩擦副磨損機制分析
8.4.1 電鍍CT活塞環／中頻淬火缸套摩擦副
8.4.2 CrN薄膜活塞環／激光滲硫缸套摩擦副
8.4.3 CrTiAlN復合膜活塞環／激光滲硫缸套摩擦副
8.5 小結
參考文獻