来自 Cr-Hf-Mo-Ta-W-N 系统的高-和 中-熵氮化物涂层：性能与高温稳定性
材料科学
2025-10-08 v1 应用物理
摘要
研究了来自 Cr-Hf-Mo-Ta-W-N 系统的高-和中-熵氮化物涂层，通过 ab initio 计算和实验明确阐明了熵以及各元素在相稳定性、微结构和高温行为中的作用。形成能计算表明，氮空位稳定了立方 (fcc) 相，其中铪和钨作为强稳定剂，而钨则使晶格不稳定。通过在约 50°C (AT) 和约 580°C (HT) 的条件下利用反应性磁枪溅射法沉积了涂层。所有涂层均呈现柱状 fcc 结构；高温沉积产生较致密的涂层、较低的氮含量和较大的晶粒尺寸，从而实现更高的硬度和弹性模量。对 Si 和在 1400°C 氧化条件下的石英砖进行热稳定性测试。AT 涂层早期失效，而大多数 HT 涂层能够耐受。1000°C 时氮损失少于 10 at.% 对存活至关重要。TEM 结果显示钨的取向分离和 HfO2 的形成，而 fcc 氮化物仍占主导。Ta 富集对于涂层的优异热和氧化稳定性至关重要。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.05928,
title = {High- and medium-entropy nitride coatings from the Cr-Hf-Mo-Ta-W-N system: properties and high-temperature stability},
author = {Pavel Souček and Stanislava Debnárová and Šárka Zuzjaková and Shuyao Lin and Matej Fekete and Zsolt Czigány and Katalin Balázsi and Lukáš Vrána and Tatiana Pitoňáková and Ondřej Jašek and Petr Zeman and Nikola Koutná},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05928},
year = {2025}
}