涂层成份及结构的X射线光电子谱分析

以硬质合金作为衬底，分别采用了化学涂层（ＣＶＤ）和物理化学涂层（ＰＣＶＤ）的技术涂复Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－ＴｉＮ硬质膜，应用Ｘ射线光电子谱分析（ＸＰＳ）技术，研究涂层表面化学成分、元素化学状态、物相组成及其随深度的变化。涂层表面由Ｔｉ，Ｎ，Ｃ，Ｏ和Ｃｏ组成；表面物相包括ＴｉＮ，ＴｉＯ＿ｘ及ＣｏＯ．随着深度的增加，Ｔｉ：Ｎ迅速变为１，而ＴｉＯ＿ｘ和ＣｏＯ含量急剧减少．     

工模具钢离子束混合改性层的组织结构与性能

研究了Ｍ２钢表面ＴｉＮ涂层的组织结构和性能。这种涂层是通过真空沉 积Ｔｉ原子和注入Ｎ离子交替进行的离子束混合技术实现的。每次沉积Ｔｉ原 子厚度１０００～４０００Ａ，注入Ｎ离子能量６０和９０ｋｅＶ，剂量２×１０１７～８×１０１７ Ｎ＋／ｃｍ２．分析讨论了改性层的相组成及其强化机制。结果表明，在适宜工艺 下，改性层具有高硬度、高耐磨性和优良的结合力。     

等离子体增强磁控溅射离子镀TiN膜的电镜研究

利用透射电镜研究了铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀ＴｉＮ膜的组织和结构。在沉积ＴｉＮ之前先镀一层极薄的钛中间层，继之再沉积ＴｉＮ。研究结果表明：在基体和中间层界面处有ＦｅＴｉ相；在中间层与后继膜的交接处α－Ｔｉ与Ｔｉ２Ｎ有结构匹配关系；靠近中间层的后继膜由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ两相组成；而远离中间层的后继膜部分是ＴｉＮ组成的。     

TiN涂层金属学特性对高速钢刀具耐用度的影响

分别运用扫描电镜（ＳＥＭ）、透射电镜（ＴＥＭ）和Ｘ射线衍射仪研究了空心阴极法（ＨＣＤ）制备的ＴＩＮ涂层的组织结构、微观形貌、内应力和相组成及其对ＴｉＮ涂层高速钢刀具耐用度的影响．在本文试验条件下，涂层插齿刀与铣刀的刀具耐用度分别是未涂层刀具的４．７倍和３．２倍．研究表明，该涂层为精细层状结构，晶粒大小约３４０ｎｍ，具有明显＜１１１＞择优取向，残余应力均为压应力，其组成主要是ＴｉＮ和Ｔｉ２Ｎ相，游离钛含量较少．     

用PCVD法制备抗高温氧化涂层的研究

研究了用ＰＣＶＤ法所制备的ＴｉＮ,ＴｉＡ１Ｎ及ＴｉＳｉＮ硬质支的抗高温氧化性及ＴｉＮ涂层在双氧水介质中的抗氧化性能。结果表明,ＴｉＡ１Ｎ,ＴｉＳｉＮ涂怪在空气中的抗高温氧化性可在７００℃以上,ＴｉＮ涂层可达６００℃。在双氧水介质中,ＰＶＣＤ－ＴｉＮ涂层仍具有较强的抗氧化能力,且优于ＰＶＤ－ｉＮ涂层。     

用CVD法在陶瓷上沉积金色氨化钛装饰涂层

本实验实现了以 ＣＶＤ*法采用 ＴｉＣ１４、 ＮＨ３、 Ｎ２及 Ｈ２在陶瓷基体上产生金色的氨化钛涂层。适宜的沉积温度范围为８００～８５０℃。各气体反应物的流量比较小时，可以获得令人满意的、光亮的金色氨化钛涂层。陶瓷上沉积的金色涂层的组成接近化学计量的ＴｉＮ，即Ｎ／Ｔｉ原子比接近１：１。晶格常数ａ０＝４．２４１Ａ。光亮度达到亮金水平。由于氮化钛硬度高，金色氮化钛涂层比真金涂层具有较高的耐磨性，并且它的化学稳定性也高。     

钛的氯化物化学气相沉积TiN热力学

应用物质自由焓函数法（函数法）及化学反应平衡常数Ｋｐ，对ＴｉＣｌ２，ＴｉＣｌ３和ＴｉＣｌ４的生成反应以及它们与Ｎ２和Ｈ２反应化学气相沉积ＴｉＮ的热力学进行了计算与分析。结果表明，用ＴｉＣｌ３与Ｎ２和Ｈ２的气相反应，能在较低温度下获得ＴｉＮ，为低温化学气相沉积ＴｉＮ提供了理论依据     

辅助加热PCVD—TiN薄膜的制备及影响因素

研究了反应气体对辅助加热ＰＣＶＤ－ＴｉＮ薄膜制备的影响,结果表明,提高反应气体中ＴｉＣｌ４的含量可以提高薄膜的沉积速率,而且对薄膜内的氯含量没有影响。提高反应气体中的Ｖ（Ｈ２）／Ｖ（Ｎ２）可以略低薄膜内的氯含量,在Ｖ（Ｈ２）／Ｖ（Ｎ２）＝２,ＴｉＣｌ４的体积分数为１０％左右时ＴｉＮ薄膜的硬度最高,随着反应气压的升高,沉只速率呈正比上升而显著硬度却下降。     

微波等离子体化学气相沉积合成TiN超细颗粒

热力学计算表明，Ｈ２，Ｎ２的过量有助于提高ＴｉＮ的产率，但能耗也相应增加。为此考察了温度，流量，ＴｉＣｌ４携带量，混合方式对产物性能的影响。结果表明，流量增加，温度升高，ＴｉＣｌ４携带量增加，混合愈好，则产物粒径愈小。在此基础上采用微波等离子体化学气相沉积法，合成了粒径为１２３－２８４ｎｍ的ＴｉＮ超细颗粒     

等离子化学气相沉积硬膜技术研究

用等离子体化学气相沉积（ＰＣＶＤ）技术制备了ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔｉ（ＣＮ）和（ＴｉＳｉ）Ｎ膜及其组合的多层膜。ＰＣＶＤ具有很好的覆盖性，ＰＣＶＤ－ＴｉＮ具有很好的耐磨、蚀性，膜与基体结合良好，因而用ＰＣＶＤ法在高速钢刀具、模具及轴承上沉积ＴｉＮ可大大提高其使用寿命。ＰＣＶＤ－ＴｉＮ和Ｔｉ（ＣＮ）膜无明显柱状晶，其显微硬度高于ＴｉＮ亦可用于高速钢刀具、模具上提高其使用寿命。ＰＣＶＤ－（ＴｉＳｉ）Ｎ，晶     

TC4合金氩弧熔覆TiN复合涂层的组织及耐磨性

为提高钛合金表面性能,以TiN粉和Ti粉为原料,利用氩弧熔覆技术,在TC4合金表面成功制备出TiN增强Ti基复合涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆涂层的显微组织和物相组成;利用显微硬度仪、摩擦磨损试验机测试了复合涂层的显微硬度和室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆涂层主要由TiN棒状树枝晶和TiN颗粒组成,复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,涂层的最高显微硬度可达9.5 GPa;复合涂层在室温干滑动磨损实验条件下具有优异的耐磨性,磨损机制主要是磨粒磨损,其耐磨性较TC4合金基体提高近9倍。     

高速钢上TiN镀层的硬度和粘附性能

本文利用显微硬度和划痕粘附性测量技术,对采用HCD方法涂镀在高速钢上的TiN镀层的力学性能进行了研究。结果表明,TiN镀层的显微硬度(Hv)、超显微硬度(UMH)和临界载荷(L_c),受基体偏压、氮气分压和镀层厚度的影响,镀层的择优取向强烈地影响着镀层的显微硬度,在一定的值域内,镀层内应力增加,临界载荷下降。 讨论了影响临界载荷的各种因素,确定了制备具有优良力学性能的TiN镀层的工艺参数。     

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     

反应阴极弧镀过程中N_2流量与弧电流强度对TiN镀层的影响

研究了反应阴极弧镀过程中Ｎ２流量及弧电流强度对Ｔｉ阴极耗损率的影响，以及Ｎ２耗损与Ｔｉ阴极耗损间的关系，并对各种情况下的镀层进行结构分析。试验表明Ｔｉ阴极耗损率与Ｎ２流量有关，且在弧镀过程中，只要保持Ｎ２在真空室中有一定的压力，单位时间内Ｎ２耗损的原子数与Ｔｉ阳极耗损的原子数的比约为１：１．镀层沉积速度与结构取决于Ｎ２流量和弧电流强度。     

Si掺杂TiSiN涂层的结构特征及力学性能

通过射频磁控溅射在单晶硅(111)和硬质合金衬底上制备Si掺杂的TiSiN纳米复合涂层。采用双靶溅射技术,保持Ti靶功率不变,改变Si靶的功率以获得Si含量不同的TiSiN纳米复合涂层。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度计表征TiSiN涂层的结构、成分、形貌和硬度。研究结果表明,Si靶溅射功率对TiSiN涂层的结构和力学性能影响较大。随着Si靶溅射功率的增加,TiN晶粒特征峰由(111)向(200)转变,在20 W的Si靶溅射功率下(111)面取向最优。涂层厚度随着功率的增大呈现先增大后减小的趋势。Si以非晶相Si_3N_4的形式存在;随着Si含量的增加表面晶粒得到细化,在20 W的Si靶溅射功率下,涂层晶体生长致密光滑,涂层硬度高达2 600 HV。     

磁控溅射TiN薄膜工艺参数对显微硬度的影响

测试了各种工艺参数下磁控溅射制备TiN薄膜的显微硬度，并研究了TiN薄膜硬度随偏压、N2流量及溅射功率的变化．实验结果表明：N2流量对薄膜性能和结构影响较大，随着N2流量的增加，氮化钛薄膜的硬度先急剧上升，到15mL／s时达到最大值，然后氮化钛薄膜硬度平缓下降，在无偏压的情况下，氮化钛薄膜的硬度很低，加偏压后，由于离子轰击作用，薄膜硬度增加，但过高的负偏压反而会降低氮化钛薄膜硬度．     

Si含量和基片温度对Ti-Si-N纳米复合薄膜的影响

通过多靶磁控反应溅射方法沉积了Ti-Si-N系纳米复合薄膜。采用电子能谱仪（EDS）、X－射线衍射（SRD）、透射电子显微镜（TEM）、X－射线光电子能谱（XPS）和显微硬度仪分析Ti-Si-N系薄膜的微观结构和力学性能，以及基片温度对薄膜微结构和硬度的影响。结果表明，薄膜中的Si以非晶Si3N4形式抑制TiN晶粒的生长，使之形成纳米晶甚至非晶；薄膜硬度在a(Si)=4.14%时达到最大值（36GPa），继续增加Si的含量，薄膜硬度逐渐降低。基片温度的提高减弱了Si3N4对TiN晶粒长大的抑制作用，因而高的沉积温度使薄膜呈现出硬度峰值略低和硬度降幅减缓的特征。     

Research on C_3N_4 Superhard Compound Thin Film and Its Application

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

Ti或TiN的添加对MoS2基复合薄膜耐磨性能的影响

为改进纯MoS2薄膜在大气环境下极易氧化失效且耐磨损性能较差的缺点,采用非平衡纳米复合等离子体镀膜技术合成了MoS2基薄膜, 该薄膜由Ti或TiN与MoS2共沉积而成.采用扫描电子显微镜、干钻削和车削实验确定薄膜的结构、成份和机械性能.结果显示, 在潮湿和超低温环境下,薄膜具有优异的耐磨寿命和抗氧化性.实验表明, 改进后的MoS2基复合薄膜在机加和成型等领域中具有广泛的应用前景.     

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。