High hardness and toughness potential TiN/TiSiN gradient nano-multilayer coating structure by finite element study

材料科学 涂层 韧性 复合材料 脆性 断裂韧性 剪应力 硬度 有限元法 冶金 结构工程 工程类
作者
Wei Liu,Qiang Shen,Mai Yang,Tenghua Gao,Baifeng Ji,Rong Tu,Song Zhang
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:50 (6): 9034-9046 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2023.12.217
摘要

The low toughness and high brittleness of hard coatings are common defects that seriously affect their application in various fields. In order to ensure high hardness while increasing the toughness of the coatings, an evaluation model for the mechanical properties of TiN/TiSiN coatings has been established and validated by the finite element method. The effects of modulation period and modulation ratio on the hardness and toughness of TiN/TiSiN nano-multilayer coatings are investigated. Subsequently, a modulation ratio gradient structure is introduced to optimize the coating structure and thus achieve the toughening effect. The results indicate that the load on the low modulation ratio coating is distributed over a larger surface area and can resist greater loads, and that this structure has higher hardness and deformation resistance. However, the low modulation ratio structure produces a higher shear stress concentration region inside the structure. The modulation ratio gradient structure can take into account the advantages of low and high modulation ratios, it can ensure the high hardness of 34 GPa while dramatically reducing the maximum principal stress by about 46 %, and the maximum shear stress by 14 %, which effectively inhibiting crack formation and enhancing the toughness of the nano-multilayer coatings.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sunnyhhh完成签到,获得积分10
1秒前
积极闭月完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
zhhh发布了新的文献求助10
1秒前
yeah完成签到,获得积分10
2秒前
hif1a发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
一一完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
zho发布了新的文献求助30
5秒前
SYLH应助精明晓刚采纳,获得10
7秒前
小马甲应助千凡采纳,获得10
7秒前
Christoph_Lee发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
天地侵略者完成签到,获得积分10
10秒前
hif1a完成签到,获得积分10
10秒前
橘子完成签到,获得积分10
11秒前
阳光男孩发布了新的文献求助10
13秒前
精明晓刚完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Ilan应助bhkwxdxy采纳,获得10
17秒前
17秒前
李爱国应助青岚采纳,获得10
18秒前
Dr_Zhang完成签到 ,获得积分10
21秒前
科研通AI5应助李雩采纳,获得100
22秒前
22秒前
wanz完成签到,获得积分10
25秒前
我是如此相信完成签到 ,获得积分10
27秒前
天天快乐应助QX采纳,获得10
28秒前
Christoph_Lee完成签到,获得积分10
29秒前
科研通AI5应助dengdengdeng采纳,获得10
30秒前
31秒前
天才莫拉尔完成签到,获得积分10
32秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
我是如此相信关注了科研通微信公众号
32秒前
JingyuHuang应助科研通管家采纳,获得20
32秒前
32秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 2000
Animal Physiology 2000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Am Rande der Geschichte : mein Leben in China / Ruth Weiss 1500
CENTRAL BOOKS: A BRIEF HISTORY 1939 TO 1999 by Dave Cope 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3743461
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3286043
关于积分的说明 10049030
捐赠科研通 3002696
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1648356
邀请新用户注册赠送积分活动 784617
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 750780