TiAlN/Cr、TiAlN/CrN和TiAlN/CrAlN多层涂层的热盐腐蚀行为

钛合金的热盐腐蚀问题已引起人们的广泛关注,金属氮化物防护涂层是延长钛合金服役寿命的有效途径.采用多弧离子镀技术在钛合金表面沉积了TiAlN/Cr涂层、TiAlN/CrN涂层、TiAlN/CrAlN-5涂层和TiAlN/CrAlN-10涂层.通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、划痕测试仪、3D激光显微镜等测试手段对比研究了4种多层涂层的热盐腐蚀行为,分析了涂层热盐腐蚀前后的微观形貌和物相成分.结果表明：Al元素的添加和调制周期的优化可以提高涂层的致密性,改善涂层表面质量.其中TiAlN/CrAlN-10多层涂层由于界面密度高,表现出优异的耐热盐腐蚀性能.     

离子束辅助沉积法制备TiAlN/TiB2纳米多层膜的研究

运用离子束辅助沉积法(IBAD)制备了一系列具有不同调制比例的TiAlN/TiB2纳米多层膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米压痕等表征手段研究了薄膜调制比例对其硬度、内应力和膜基结合力等力学性质的影响.结果表明:随着调制比例从8∶1变化到25∶1,多层膜的硬度在29～34 GPa之间变化,所有多层膜的硬度均高于TiAlN和TiB2两种各体层材料通过混合法则得的结果,结合XRD结果分析认为,TiAlN(111)择优取向是薄膜硬度升高的一个重要原因.     

多弧离子镀沉积TiAlN/TiN多层膜的结构与性能

为研究调制周期对薄膜结构和性能的影响,采用多弧离子镀技术在高速钢上制备TiAlN/TiN多层膜,通过改变调制周期制备了不同层数的TiAlN/TiN多层膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、XP-2台阶仪、X线衍射仪(XRD)和维氏硬度计对薄膜的表面形貌、厚度、物相结构和硬度进行测量,并对实验结果进行分析和讨论.结果表明:TiAlN/TiN多层薄膜中膜层的择优生长方向主要表现为Ti Al N相的(0010)取向;调制周期的改变对薄膜的沉积速率基本没有影响;随着调制周期的减小,样品的表面质量提高,显微硬度明显变大.     

TiAlN/AlON纳米多层涂层组织及性能研究

研究AlON层厚度对TiAlN/AlON纳米多层涂层显微组织和性能影响.使用磁控溅射技术在高速工具钢（W6Mo5Gr4V2）上制备TiAlN/AlON纳米多层涂层,使用X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、通用表面测试仪表征和分析纳米多层涂层的组织和性能.结果表明:在TiAlN模板的作用下,非晶体的AlON转变为晶态,与TiAlN形成共格外延生长,使纳米多层涂层出现了超硬现象.当AlON层厚度为0.81 nm时涂层硬度最高,达到3 769.6 HV,比TiAlN单层涂层显微硬度提高了60.37%;之后随着AlON层厚度增加,硬度下降.当AlON层厚度为0.81 nm时,涂层抗刮性和摩擦磨损性能也达到最好.      

40Cr表面TiAlN/TiN复合镀层的滑动摩擦试验分析

采用多弧离子镀工艺在40Cr表面制备了TiAlN/TiN复合镀膜,利用UMT-2摩擦磨损实验机考察了TiAlN/TiN膜层的承载能力和摩擦学性能,通过扫描电子显微镜观察了磨损试件的表面形貌,应用X射线能谱仪分析了磨痕中心区元素及其含量,通过40Cr基体和TiAlN/TiN膜在摩擦系数和磨损量方面的比较来评价TiAlN/TiN复合膜层的摩擦学性能。结果表明:TiAlN/TiN涂层与基体间的结合力是影响涂层承载能力的主要因素之一,TiAlN/TiN复合镀层的摩擦学性能优于40Cr基体,TiAlN/TiN复合镀层的减摩、耐磨性能优越,并能成功地抵抗磨粒磨损和粘着磨损。     

Al/Ti对磁控溅射TiAlN膜层结构、硬度和摩擦性能的影响

采用磁控溅射技术在炮钢基材表面制备不同Ti靶电流的TiAlN膜层。利用激光共聚焦、X射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪、多功能材料表面性能测试仪、蔡司显微镜等检测方法,研究不同Al/Ti对TiAlN膜层的粗糙度,相结构、纳米硬度、摩擦性能的影响。结果表明:磁控溅射沉积TiAlN膜层光滑致密,无大液滴,以TiN(200)、(220)为主相择优生长。Al/Ti比值为1.32时,薄膜硬度处于峰值区,纳米硬度最高可达19GPa。Al/Ti比值为0.87时硬度略微降低,但表面粗糙度最小为0.029μm,摩擦系数保持稳定最低为0.4723左右。Al/Ti比值为0.87时,表现出较好的抗磨损性能。     

金属陶瓷基体特性对TiAlN涂层微观结构和性能的影响

Ti(C,N)基金属陶瓷是以 TiC、TiN、Ti(C,N)等为基,Ni/Co为粘结剂,并添加 WC、Mo₂C、TaC、VC 等碳化物改善其组织性能,采用粉末冶金方法制备的多相固体材料,具有高红硬性、高耐磨性、低摩擦系数和低热导率,高的化学稳定性等优点。Ti(C,N)基金属陶瓷刀具对高速加工中软钢有很大的优越性:被加工工件表面尺寸精度和光洁度高,可实现以车代磨。在切削加工中,刀具的性能对加工表面质量和加工效率有着重大的影响。涂层具有高的耐磨性、耐热性、高的化学稳定性等优点,可使切削刀具的使用寿命大幅度提高。当前80%–90%以上的切削刀具都会涂层,而这些涂层工艺主要是针对硬质合金而设计的。金属陶瓷被视为硬质合金未来最有潜力的替代品。要实现Ti(C,N)基金属陶瓷对硬质合金的替代,Ti(C,N)基金属陶瓷的可涂层性、涂层过程中的生长机理以及金属陶瓷基体与涂层的匹配性需要系统的研究。涂层与基体材料两者总是相互影响,基体的化学成分与结构会直接影响涂层的形核生长,而涂层的结合强度与硬度等性能直接决定了涂层能否被运用。鉴于此,本文制备了不同WC含量的TiAlN涂层金属陶瓷,并采用微观组织观察、结合强度与纳米压痕检测和切削加工试验研究了不同WC含量的金属陶瓷基体对TiAlN涂层的微观结构与性能的影响。结果表明沉积在不同基体上的TiAlN涂层具有柱状晶粒结构。且随着WC的增加,TiAlN的强度比I₍₁₁₁₎/I₍₂₀₀₎和附着力逐渐增大。当基体中没有WC时,TiAlN涂层的择优取向为（200）晶面。 随着WC的加入,TiAlN涂层的择优取向变为(111)和(200)晶面。涂层与基体的结合强度最大的区别在于基体的微观结构和成分。含15wt% WC的金属陶瓷基体涂层的H/E和H3/E2最高,耐磨性最好。     

聚酯/SiO2/有机硅复合涂料的合成与性能

以正硅酸乙酯和有机硅氧烷为原料,采用溶胶-凝胶法合成透明的SiO2/有机硅树脂,然后与聚酯进行缩合反应,在聚碳酸酯(PC)表面上制备硬质的聚酯/SiO2/有机硅复合薄膜.探讨聚酯和SiO2/有机硅树脂配比对复合涂料性能的影响,并采用红外光谱、热重分析、原子力显微镜、扫描电镜、紫外光谱和X射线衍射等方法对复合材料进行表征...     

电沉积条件对Ti/Sb-SnO_2/β-PbO_2电极性能的影响

采用电沉积法镀制Ti/Sb-SnO2/β-PbO2电极,研究电沉积时间、镀液温度、pH值、NaF浓度,以及电流密度等因素对电极催化活性和稳定性的影响规律.结果表明,当电沉积时间为1 h,镀液温度为60℃,镀液pH值为1,NaF浓度为0.04 mol.L-1,组合电流密度为600/400 A.m-2(梯度电流密度)时,电极性能最佳,对苯酚降解率达91.4%,强化寿命为23 h.     

铸钢轧辊电火花沉积YG8涂层的组织结构和性能

采用新型电火花沉积设备,把YG8电极材料沉积在铸钢轧辊材料上,制备了WC沉积涂层,研究了其微观组织及耐磨性能. 结果表明:沉积层主要由Fe3W3C、Co3W3C、W2C和Fe7W6C等相组成;沉积层与基体冶金结合,具有纳米颗粒尺寸的Fe7W6、W2C等硬质相弥散分布于沉积层中;沉积层的平均硬度为1 331 HV;沉积层较铸钢轧辊的磨损性能提高了2.3倍;沉积层的磨损机理以疲劳磨损为主,细小的弥散分布的硬质相是沉积层硬度及耐磨性提高的主要因素.     

调制比对TiB2/TiAlN纳米多层膜结构和机械性能的影响

利用射频磁控溅射技术在室温下合成了具有纳米调制周期的TiB2/TiAlN多层膜.分别采用X射线衍射仪(XRD)、表面轮廓仪、纳米力学测试系统和多功能材料表面性能实验仪分析了调制比对TiB2/TiAlN纳米多层膜结构和机械性能的影响.结果表明:大部分多层膜的纳米硬度和弹性模量值均高于两种个体材料混合相的值,在调制比为t ...     

Comparison of TiAlN,AlCrN, and AlCrN/TiAlN coatings for cutting-tool applications

Monolayer and bilayer coatings of TiAlN, AlCrN, and AlCrN/TiAlN were deposited onto tungsten carbide inserts using the plasma enhanced physical vapor deposition process. The microstructures of the coatings were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The SEM micrographs revealed that the AlCrN and AlCrN/TiAlN coatings were uniform and highly dense and contained only a limited number of microvoids. The TiAlN coating was non-uniform and highly porous and contained more micro droplets. The hardness and scratch resistance of the specimens were measured using a nanoindentation tester and scratch tester, respectively. Different phases formed in the coatings were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The AlCrN/TiAlN coating exhibited a higher hardness (32.75 GPa), a higher Young’s modulus (561.97 GPa), and superior scratch resistance (L_CN = 46 N) compared to conventional coatings such as TiAlN, AlCrN, and TiN.     

等离子处理时TiN-MoSx/Ti涂层中S大量刻蚀的XPS分析

采用XPS对TiN-MoSx/Ti复合膜表面S被Ar^ 大量刻蚀后化学组成及摩擦学性能的变化机理进行了研究。长时间离子轰击后复合膜表层的化学计量值x从最初的2.03降至1.25,Mo3d5/2的结合能从231.73eV相应减小到231.07eV。刻蚀5min后的涂层表面为深黑色的致密结构,摩擦学性能优异;而刻蚀15min后的涂层表面为浅灰色的疏松结构,且摩擦损性能也大幅下降。     

TiAlN 保护膜的制备及结构研究

用反应磁控溅射方法制备了ＴｉＡｌＮ薄膜,结构分析表明,当Ｔｉ的含量小于０．２５时,ＴｉＡｌＮ薄膜是Ａｌ基氮化物的闪锌矿结构,但晶格常数随Ｔｉ原子含量的增加而增大．Ｘ射线光电子能谱分析表明,ＴｉＡｌＮ薄膜有与ＡｌＮ和ＴｉＮ不同的电子结构特征．     

Structure design of gradient hard coatings on YG8 and their residual stress analysis by ANSYS

A structure of gradient hard coatings ( Ti, TiN, TiCN and TiAlN) is designed, and residual stress is simulated by a finite element method with ANSYS.The influence of the realistic situation including load and temperature on the residual stress of the coatings is investigated.Simulated re-sults show that the realistic situation strongly affects the residual stress.To be specific, i) The main residual stress concentrates on the coatings prepared on YG8 substrate, and the residual stress and its gradient of the coatings are bigger than that of the substrate; ii) TiAlN and TiCN coatings have better resistance compression than that of TiN coatings in the same condition; iii ) The improved multilayer structure of the gradient hard coatings produces weaker residual stress but higher anti-pressure of the substrate.     

化学镀Ni-P-W／A12O3复合镀层的耐腐蚀性能研究

用化学镀方法在NdFeB磁性材料基体表面施镀Ni-P-W／A12O3复合镀层．用扫描电子显微镜和X射线仪分别对Ni-P-W／A1203复合镀层的组织形貌和相组成进行了分析,并用腐蚀失重法对复合镀层的耐腐蚀性能进行了测试．结果表明,随着Alzos质量含量（5-20g／L）的逐渐增大,Ni-P-W／A12O3复合镀层的抗腐蚀性能逐渐增强．