(Ti,Zr)N复合薄膜的微观结构及性能

利用电弧离子镀方法，对独立的Ti靶和Zr靶的电流进行控制，成功地在高速钢基体上制备了不同成分配比的（Ti,Zr)N薄膜，透射电子显微镜结果表明：（Ti,Zr)N薄膜为单一的fcc结构，采用X射线衍射分析显示；（Ti,Zr)N薄膜出现分离的（Ti,Zr)N,(Zr,Ti)N,TiN,ZrN的混合相结合，（Ti,Zr)N膜层随弧电流的增加，择优取向从（220）→（111）（220）→（111）变化，显微硬度测试表明，薄膜具有很高的硬度，在较宽的成分薄围内硬度基本保持一致，同时探讨了（Ti,Zr)N薄膜的宏观残余应力，显微硬度之间的关系及其微观机制。     

电弧离子镀(TiNb)N硬质薄膜的成分、结构与硬度

利用电弧离子镀方法，对独立的Ti靶和Nb靶的弧电流进行控制，在高速钢基体上制备了不同成分配比的(TiNb)N薄膜透射电子显微镜和X射线衍射分析结果表明，(TiNb)N薄膜的相结构为单一的面心fcc。结构，且薄膜存在择优取向(111)．(TiNb)N薄膜具有很高的硬度，在较宽的成分范围内硬度有一极大值．同时探讨了(TiNb)N薄膜的晶格畸变与显微硬度之间的关系，以及薄膜合金强化的微观机制．     

0.5LaFe_(0.5)Co_(0.5)O_3-Bi_4Ti_3O_(12)薄膜的制备及电学性能的研究

采用溶胶-凝胶法在(111)Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了0.5LaFe_(0.5)Co_(0.5)O_3-Bi_4Ti_3O_(12)(0.5LFCO-BTO)薄膜。X射线衍射分析表明薄膜为纯相层状钙钛矿结构,扫描电子显微镜显示薄膜结晶度良好且无裂缝,粒径为100~400nm。0.5LFCO-BTO薄膜在室温条件下呈现出良好的铁电性能,其剩余极化值2Pr和矫顽场2Ec分别为48μC/cm2和290kV/cm。在频率为10kHz下,其相对介电常数εr和介电损耗tanδ分别为218.7和0.015。     

Ar/N_2气体比例对ZrN/WTiN纳米多层膜的影响

选择ZrN和WTi N作为个体层材料,利用超高真空射频磁控溅射系统制备ZrN,WTi N和一系列的ZrN/WTi N纳米多层薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)和纳米力学测试系统分析制备参数中Ar/N2气体比例对多层膜结构与机械性能的影响.结果表明:多层膜的纳米硬度值普遍高于2种个体材料混合相的硬度值;当FAr∶FN2=5时,ZrN/WTi N纳米多层薄膜出现了ZrN(111),Ti N(111)衍射峰和非晶态,多层膜体系的硬度、应力和弹性模量均达到最佳效果.     

电弧离子镀(Ti,Cr)N硬质薄膜的成分、结构与硬度

用Bulat6型电弧离子镀设备在高速钢表面沉积合成(Ti,Cr)N硬质薄膜。通过改变分离靶弧电流的配置来调节薄膜成分，制取了x=0.62-0.83的（TixCr1-x)N薄膜；考察了薄膜的成分、结构与硬度间的相互关系，明确了Cr在TiN基薄膜中使硬度提高的合金强化作用；结合元素周期律中的基本性质和热力学特征，讨论了Ti,Cr两种元素在（Ti,Cr)N薄膜的相结构（fcc)形成与合金强化中的作用。     

Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜的取向生长及其铁电介电特性研究

用sol-gel工艺直接在Pt/Ti/Si O2/Si衬底上制备出了a轴择优取向(α(100)=62%)和高c轴取向(α(100)=96%)的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)薄膜.发现BNdT薄膜的铁电介电性能强烈依赖于晶粒取向.a轴择优取向BNdT薄膜的2Pr和εr值最高,分别为65μC/cm2和343(100kHz处);随机取向薄膜的2Pr和εr值为34μC/cm2和331;而高c轴取向薄膜的2Pr和εr值最低,分别为23μC/cm2和218.上述结果表明,BNdT的自发极化矢量靠近a轴.纯a轴取向BNdT薄膜的2Pr值可估算为84μC/cm2.     

Ti(C1-xNx)系固溶体粉末的制备研究

研究了在碳热还原反应产业化制备Ti(Cl—xNx)系固溶体粉末过程中，原料配比、反应温度和N2流量等工艺参数对Ti(Cl—xNx)组成和性能的影响。结果表明，通过控制原料成分c／Ti的准确配比，可产业化制备出成分优良的不同单相Ti(C1—xNx)固溶体，在Ti(Cl—xNx)粉末中x值随反应温度的升高或N2流量的减小而变小，Ti(C1—xNx)系固溶体的点阵常数与C或N含量有很好的对应关系，通过调整粉末中元素的固溶度可控制粉末的晶体结构，进而控制材料的性能。     

多弧离子法制备的Ti（C,N）膜微结构随C2H2／N2流量比变…

用多弧离子法在高速钢（Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ）基底上沉积了Ｔｉ（Ｎ，Ｃ）薄膜，并运用ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＸＰＳ对该膜微观结构随进气流量ｒ＝Ｇ２Ｈ２／Ｎ２变化的情况进行了测试和分析。结果表明薄膜随ｒ增加趋于致密，在ｒ值较小时呈现较强的（１１１）择优取向，随着ｒ值增大，（１１１）是这一取向逐渐变弱，（２２０）取向渐强，薄膜呈现典型耐心立方结构，主要万分为复合相Ｔｉ（ｎ，Ｃ）膜含有少量石墨相成分存在。     

基于Digital Micrograph的Ti(C,N)基金属陶瓷材料定量金相分析

Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织及相界面较复杂,需要一种简便、精确的定量金相方法来辅助研究.采用功能强大的Gatan Digital Micrograph软件对不同纳米添加量Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织进行背底消除、滤波、二值化及图像形态学处理,分析可得到该金相图中的一些金相特征参数.对不同纳米添加量Ti(C,N)基金属陶瓷中硬质相进行了综合分析,结果表明,利用Gatan Digi-tal Micrograph软件实现Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织的分析测量是完全可行的,能有效地提高工作效率及得到直观、准确的结果,也可定量地得到随纳米粉添加量的不断增加,硬质相颗粒的总体积不断减少,平均粒径也在不断减小.     

添加Co,Ni和Mo对钛铁矿原位合成Al_2O_3-Ti(C,N)-Fe复合材料的影响

在钛铁矿原位反应合成Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的基础上,添加Co,Ni和Mo来改善Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的性能。通过物相分析、扫描电镜和力学检测手段研究不同金属添加剂对合成产物物相、组织和性能的影响。研究结果表明:添加Co和Ni以后在烧结过程中分别形成了含Co和Ni的[Fe,Co]及[Fe,Ni]固溶相,材料的硬度有所降低,抗弯强度有所提高但提高的幅度不大。Mo的添加阻碍了Ti(C,N)相的长大,细化了Ti(C,N)晶粒;在烧结过程中生成的Mo2C包覆在Ti(C,N)相的周围,改善了Ti(C,N)相与Al2O3相和Fe相的润湿性,这同时导致了材料硬度和抗弯强度升高。当Mo添加量为8%时,烧结材料的力学性能最佳,抗弯强度和硬度分别为476 MPa和19.4 GPa。     

彩色热镀 Zn-Ti-Ni 和 Zn-Mn-Cu 合金镀层的研究

研究了彩色热镀锌工艺及彩色涂层的成色原理，进行了一系列镀浴成分和彩色热镀工艺的试验，筛选出Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ和Ｚｎ＿Ｍｎ＿Ｃｕ两种镀液成分，在一定的浸镀温度和冷却方式下，可以获得表面光滑、成色均匀鲜艳的彩虹、金黄、紫、蓝色镀件。通过理论分析和俄歇电子能谱、Ｘｒａｙ衍射分析，发现Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ彩色热镀锌层表面形成均匀的Ｔｉ的氧化物膜，Ｔｉ与Ｏ的化学计量比接近Ｔｉ２Ｏ３；ＺｎＭｎＣｕ彩色热镀锌层表面形成含ＭｎＯ和ＺｎＭｎ２Ｏ４的氧化物膜；Ｚｎ＿Ｔｉ＿Ｎｉ彩色热镀锌镀层表面产生颜色是由于氧化膜使光发生干涉而产生，表面颜色取决于氧化膜厚度；Ｚｎ＿Ｍｎ＿Ｃｕ彩色热镀锌层表面成色是由于配位场中过渡金属锰离子产生的。     

钛钢复合板表面结构及与有机涂层的结合性能

利用高能喷涂技术制备钛钢复合板,喷钛涂层中将不可避免会产生孔隙和裂纹,这将降低钛钢复合板的性能,为此采用几类市售有机涂料以及实验室自制的纳米改性丙烯酸涂料对喷钛涂层进行封孔处理.利用扫描电镜分析了喷钛涂层的表面结构以及与有机涂层的结合形貌,同时通过电化学测试和盐雾试验对比了不同有机涂层/钛钢复合板的耐腐蚀性能.结果表明,采用纳米TiO2,SiO2改性的丙烯酸涂料更适合用作喷钛涂层的封闭涂料,能够与喷钛涂层起协同作用共同保护底材.     

沉积条件对MOS2/Ti复合膜性能的影响

MoS2/Ti复合膜由直流磁控溅射方法制备,膜中Ti的原子分数x(Ti)和硬度Hv随着Ti靶溅射电流I(Ti)的增加而增加.FE-SEM(场发射扫描电子显微镜)对膜表面形貌观察发现,MoS2/Ti复合膜是由尺寸为几十到几百nm的颗粒组成,膜的致密性和膜中x(Ti)有关,x(Ti)越高,膜的致密性越好,从而膜的Hv也就越高.偏压Ub是影响膜性能的重要因素,随着Ub的增加,膜的Hv也增加,当Ub=-100 V时,膜的Hv达到峰值;进一步增加Ub,膜的Hv则下降.     

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。     

多层耐磨硬涂层纳米力学性能评定新方法

阐述了利用纳米硬度计研究涂层纳米力学特性的纳米压痕方法以及涂层纳米力学特性、附着、断裂韧性的评定指标 ,分析了载荷P与压入深度h关系曲线和载荷P与压入深度平方h2 关系曲线的特征 ,并提出用P -h和P -h2 关系曲线完整描述涂层纳米力学特性的方法 P -h2 曲线与P -h曲线一道就可完整反映涂层界面失效、断裂失效的整个过程 应用该方法对化学气相沉积 (CVD)TiN/Ti(C ,N) /TiC/Ti(C ,N) /TiCTi(C ,N) /TiC七层耐磨硬涂层进行了研究 结果表明 ,其具有较高的硬度、韧性和耐磨性     

沉积温度对NbN膜层微观结构的影响

利用有磁过滤器的等离子体沉积装置,在不同温度的Si基底上沉积氮化铌（NbN）薄膜,通过XRD,XPS,SEM等分析,研究了NbN薄的表面表貌与微观结构跟温度的关系,发现沉积温度对掺优取向有较强的影响：从室温到约300℃得到的薄膜在（220）峰表现出很强的择优取向,500℃（220）峰变得很弱,（200）峰表现出择优取向,但不明显,同时,膜层中N和Nb的原子比先随温度的升高而升高,后稍有降低,温度升高,δ-NbN的晶粒变大,室温到300℃很难得到完整的NbN膜,而在500℃得以的薄膜完整且光滑,膜层中得到单一的δ-NbN相。     

PEMSIP法Ti2N和TiN两相涂层工艺研究

介绍了等离子体增强磁控溅射离子镀ＴｉＮ涂层的工艺，组织结构和性能，研究了氮分压和靶功率对涂层相组成和性能的影响，讨论了Ｔｉ２Ｎ对涂层硬度的影响，实验结果表明，由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ两相组成的涂层硬度高，显著提高刀具耐用度。     

45^#钢多弧离子镀硬质涂层的耐磨性

相同工艺条件下，在45＃钢表面多弧离子镀CrN,TiN,(Zr,Ni)N和TiN Ti(C,N)硬质涂层，利用磨损失重法及划痕试验评价了不同涂层的耐磨性，结果表明，CrN涂层具有最优异的耐磨性，另外，利用SEM和XRD分别研究了CrN涂层／45＃钢的剖面形貌和CrN涂层的相组成。     

Research on C_3N_4 Superhard Compound Thin Film and Its Application

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣ3Ｎ4 ｉｓａｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｕｐｅｒｈａｒｄｃｏａｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ.Ｉｔｗａｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｔｈｅｏｒｙｔｏｈａｖｅａｈａｒｄｎｅｓｓｔｈａｔｃａｎｂｅｃｏｍｐａｒａｂｌｅｔｏｏｒｅｖｅｎｅｘｃｅｅｄｉｎｇｔｈａｔｏｆｄｉａｍｏｎｄ[1 4 ] ,ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓｔｈｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｆｍａｎｙｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ.Ｆｕｊｉｍｏｔｏ[5] ｄｅｐｏｓｉｔｅｄＣ3Ｎ4 ｃｏａｔｉｎｇｓｏｎＷＣｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｂｙＩｏｎＡｓｓｉｓｔｅｄＤｙｎａ…     

AlTiCrN涂层结合界面组织特征与结合性能

以Ti、Al和Cr为靶材,采用阴极离子镀在YT14硬质合金刀具表面制备一层AlTiCrN涂层,通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了其表面和界面形貌、化学元素组成和物相,并用线扫描和面扫描研究了涂层中化学元素在结合界面处扩散机理. 用划痕法表征其界面层结合强度,对界面结合机理进行了讨论. AlTiCrN涂层的物相主要以AlN、CrN和TiN为主,涂层在(111)晶面具有很强的择优取向. 涂层中Al、Ti、Cr和N原子数分数高于基体,在结合界面处呈阶梯状过渡分布,基体中C原子扩散进入TiN、AlN和CrN晶格点阵中,形成明显的扩散层. 涂层结合界面为机械﹢扩散形式,其结合方式主要是由吸附结合、扩散结合和化合结合方式组成. 划痕过程中涂层经历弹性变形、塑性变形和涂层剥离三个阶段,界面结合强度为59. 2 N.