《表4 在298 K条件下Ti Al ON涂层中部分化合键的键能值》

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《氧气流量对电弧离子镀TiAlON涂层结构和性能的影响》

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图8给出了在不同氧气流量下沉积的Ti Al ON涂层的压痕形貌和摩擦力与负载力的关系曲线。从压痕形貌可以看出，所有样品在压痕周围存在剥落区域。随着氧气流量的增加，剥落区域面积减小。通过划痕试验，对结合强度进行了定量表征，并通过摩擦力与负载力曲线的拐点确定了临界载荷（Lc）。可以发现，随着氧气流量的增加，结合强度略有增加，这主要是因为有Me—O键的形成，这有利于提高涂层的韧性[12]。在压痕和划痕的测试过程中，压头首先接触涂层表面并逐渐压入涂层中，此时裂纹首先出现在涂层表面，然后进一步扩展到涂层中。韧性表征的是受到外力时，材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。在断裂过程中键能对韧性的影响较大，断裂是一个化学键被批量打断的过程，键能越高的材料，吸收的能量也越高，阻碍断裂的能力越强，韧性也就越高。如表4所示，Ti Al ON涂层中的Me—O键能高于Me—N键键能，随着氧气流量的增加，在涂层中Me—O键数量增多，Me—N键数量减少，因此涂层的韧性提高。涂层韧性的增加抑制了测试中的裂纹扩展，并提高了涂层的结合强度。进一步比较化学成分（表2）和涂层的结合强度（图7）的关系，可以得出掺入涂层中的铝含量越高，结合强度就越低，这与之前的研究结果一致[10]。