Fe-N/TiN纳米多层膜的结构与力学特性

该文用磁控溅射法制备了一系列Fe-N/TiN纳米多层膜;利用广角和小角X射线衍射和俄歇电子能谱对多层膜的微观结构和成分进行了测试;利用纳米硬度计和纳米划痕仪研究了多层膜的微观力学性能。固定Fe-N层厚度为20nm,改变TiN层的厚度,研究了TiN层厚度变化对Fe-N/TiN纳米多层膜的附着力、硬度、弹性模量等性能的影响。发现TiN层为2nm时多层膜有最好的力学性能,说明对Fe-N/TiN多层膜来说,对力学性能影响最大的是多层膜的调制周期。     

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.     

基底温度对Ti/TiN薄膜内应力的影响研究

摘要：采用反应直流磁控溅射法,在硅基底上制备了一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）对薄膜物相进行了分析,研究了溅射沉积过程中基底温度对周期薄膜结构及内应力的影响.结果表明：多层薄膜中的Ti出现（101）面,TiN的（200）面衍射峰强度在基底温度为600℃时为最高。随着衬底温度的升高,薄膜内部的压应力逐渐减小,当基底温度在600℃时,薄膜内应力最小。     

多弧离子镀制备TiN／AlN纳米多层膜及其超硬效应

采用多弧离子镀技术在高速钢表面制备TiN/AlN纳米多层膜,并对 TiN/AlN纳米多层膜的表面形貌、调制机构进行表征.通过对薄膜显微硬度的测试发现,纳米多层膜的显微硬度明显高于TiN 或AlN单层薄膜的显微硬度,具有明显的超硬效应.对比试验表明,TiN/AlN纳米多层膜涂层刀具比TiN 涂层刀具具有更长的使用寿命.     

Ag-Cu/Ti双层膜复合体系结合强度测试方法研究

用粘结法和划痕法测试了Ag-Cu/Ti双层膜复合体系的结合强度，并对春其实验结果进行了分析，对比和讨论，结果表明；由于受胶结合强茺的限制，粘结法只适用于中低结合强度的测试；划痕法适用于软金属薄膜结合强度的测试，尤其对高结合强度的薄膜特别有效，而且能测出双层膜或多层膜中薄膜之间的结合强度和膜基界面的结合强度。     

中频非平衡磁控溅射制备Ti-N-C膜

采用霍尔离子源辅助中频非平衡磁控溅射技术,通过改变工作气氛、偏压模式、溅射电流以及辅助离子束电流,在不锈钢材料基体上制备了Ti/TiN/Ti(C,N)硬质耐磨损膜层.对薄膜的颜色、晶体结构、膜基结合力等性能进行了检测分析.结果表明:膜层的颜色对工作气氛非常敏感,反应溅射中工作气氛的微小变化会引起表面膜层颜色很大的变化.在正常的反应气体进气量范围内和较小的基体偏压下,薄膜的晶体结构没有明显的择优取向.但是反应气体的过量通入会使薄膜的晶体结构出现晶面择优取向趋势.非平衡磁控溅射成膜技术对薄膜晶体结构的择优取向影响并不是很大.在镀膜过程中施加霍尔电流,可以有效地增加膜基结合力.     

形变医用镍钛合金表面TiN涂层耐蚀性的研究

在37℃的人造血浆中,研究了有无TiN涂覆层的镍钛合金的耐蚀性。电化学实验显示TiN涂层能使其相对饱和甘汞电极的电位从0.95 V增至1.5 V,其腐蚀电流密度从0.20 mA/cm2降至0.10 mA/cm2。溶解的钛离子和镍离子的化合价为正二价。变形量小于6%时,镍钛基TiN膜层的耐蚀性并未受到严重影响。由于变形产生的TiN膜层裂纹而导致了轻微的腐蚀,但其耐蚀性仍好于没有TiN膜层的镍钛合金,因为在裂纹处未观察到电偶腐蚀。     

PCVD TiN工艺参数对膜基结合强度的影响

作者用4Cr5MoVlSi及3Cr2W8V两种热模具钢试样进行了等离子体增强化学气相沉积(PCVD)TiN的工艺试验,探讨了PCVD TiN工艺参数对膜基结合强度、硬度和结构的影响。结果表明,在比常规化学气相沉积(CVD)方法低得多的温度下,就能得到TiN沉积层。还用X射线衍射法对沉积层的结构进行了分析;用划痕法对不同工艺参数下得到的TiN沉积层与基体的结合强度(用临界负荷表示)进行了研究。     

磁控溅射沉积TiN薄膜工艺优化

磁控溅射TiN薄膜的力学和腐蚀性能与薄膜的结构密切相关,而其结构又取决于薄膜的制备工艺.采用正交实验方法对影响TiN薄膜结构和性能的重要参数如电流、负偏压、氮流量和基体温度等进行优化,以期获得更优的制备工艺条件.实验结果显示,其对TiN薄膜纳米硬度影响由大到小的次序为：基体温度＞负偏压＞电流＞氮流量;对膜/基结合力的影响由大到小的顺序为：基体温度＞氮流量＞电流＞负偏压.综合考虑TiN薄膜的纳米硬度和膜/基结合力,获得的最优方案为：基体温度300℃,电流0.2A,负偏压-85 V,标准状态下氮流量4 mL/min.     

划痕试验法表征薄膜涂层界面结合强度

薄膜—基体界面结合性能是直接关系到膜—基体系最终使用性能和可靠性的关键因素和首要指标．划痕试验法是唯一广泛应用于测量硬质薄膜—基体界面结合强度的实用的检验方法．文中给出划痕试验法表征薄膜涂层界面结合强度的原理、方法与过程，以及临界载荷Lc的确定方法，分析影响临界载荷Lc和压头与薄膜—基体组合体之间摩擦系数μ因素．最后，介绍了常用划痕试验检测的薄膜体系及其特点与划痕形貌．     

Research on C_3N_4 Superhard Compound Thin Film and Its Application

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

涂料干燥成膜过程及开裂机理综述

涂料干燥是重要的工业过程,但其过程受温度、湿厚、基材与涂层性质等因素的影响且薄膜开裂机理复杂,涉及多学科的交叉融合,因此有必要研究涂料干燥成膜过程、薄膜开裂机理及抑制开裂的措施。总结分析了自二十世纪50年代以来关于涂料干燥成膜及开裂的相关文献。阐述了涂料在垂直、横向、混合干燥模式下的干燥成膜过程;探究了涂层的开裂机理,总结了临界无裂纹内应力、临界无裂纹膜厚的计算方法;分析了影响薄膜开裂的因素,包括干燥环境的温度、涂层湿厚、基材性质、溶液性质;探索了单条裂纹的形态特性、裂纹的分布规律;探明了裂纹的种类,从四个方面对抑制开裂的方法进行了分析。     

脉冲激光熔覆高速钢粉末涂层的微结构与裂纹抑制

采用Nd∶YAG脉冲激光器对预置了高速钢粉末的球墨铸铁基体进行激光熔覆处理.单道实验得到优化后的高速钢激光熔覆工艺参数为:电流240A、扫描速度3.0 mm/s、离焦量13 mm、预置涂层厚度0.5mm、激光脉冲频率15Hz、脉宽3.0ms.多道搭接实验结果表明,制备的熔覆层组织致密,与基体形成了冶金结合,主要强化相为WC1-x和V4C3,有裂纹存在.熔覆层平均显微硬度为600HV,最高达到682HV,约为基体(300HV)的2.3倍.添加50%Ni60自熔性合金,有效控制了熔覆层裂纹数量,显微硬度略有降低,最高为637HV,约为基体的2.1倍.     

具有TiN镀层的高速钢刀具的抗弯强度及切削性能

研究了在各种沉积条件下,采用HCD法制备的TiN镀层高速钢刀具的抗弯性能和切削性能,对其综合性能进行了评估。     

NdFeB基底温度对TiN防护膜耐腐蚀性的影响

在钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体腐蚀防护过程中,针对基底温度对TiN防护膜防护效果影响较大的问题,采用磁控溅射技术在NdFeB永磁体表面沉积TiN防护膜,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、电化学检测及永磁无损检测等手段对样品进行表征,分析基底温度对TiN膜微观结构及腐蚀防护性能的影响.结果表明:基底温度对TiN薄膜性能影响较大,温度的升高有助于晶粒生长,TiN(111)晶面取向更加明显;腐蚀测试结果显示基底温度300℃时耐腐蚀性最强,但磁性能损失最大.基底温度在100℃时TiN膜层的耐腐蚀性能较强,磁性能损失较小,对基底具有最佳的防护效果.     

粗糙裂缝对井眼声波传播的影响

由于天然裂缝并非光滑裂缝,在通过声、电成像对裂缝进行识别过程中,如果将裂缝视为光滑裂缝,将会产生误差。斯通利波反射系数对裂缝宽度具有较高的灵敏度,常用斯通利波识别裂缝。本文分别采用物理实验和数值模拟的方法来研究粗糙裂缝对声波响应的影响,在实验方面,进行了模型井裂缝粗糙度实验,得到了粗糙裂缝的裂缝宽度和衰减系数之间的关系。对水平裂缝井眼模型进行数值模拟,研究正弦形状的粗糙裂缝对斯通利波的影响。采用迂曲度对裂缝表面的粗糙程度进行描述。实验结果显示随着裂缝表面刻槽的增加,斯通利波的衰减系数也会增加。模拟结果显示粗糙裂缝的宽度越小,和同样宽度的光滑的裂缝衰减系数之间的差距越大。通过拟合建立了斯通利波衰减系数与裂缝宽度、迂曲度的关系式。     

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<Subscript>3</Subscript>N<Subscript>4</Subscript> superhard compound thin film and its application

By combination of DC reactive magnetron sputtering with multiple arcplating, the alternating C₃N₄/TiN compound film is deposited onto HSS. The core level binding energy and the contents of carbon and nitrogen are characterized by X-ray photoelectron spectrum. X-ray diffraction (XRD) shows that compound thin film contains hard crystalline phases of α-C₃N₄ and β-C₃N₄. The Knoop microhardness in the load range of 50, 5–54, 1 GPa is measured. According to acoustic emission scratch test, the critical load values for the coatings on HSS substrates are in the range of 40–80 N. The metal coated with C₃N₄/TiN compound films has a great improvement in the resistance against corrosion. Many tests show that such a coating has a very high wearability. Compared with the uncoated and TiN coated tools, the C₃N₄/TiN coated tools have a much longer cutting life. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (19875037) Biography: Wu Da-we( (1941-), male, Professor, research direction; thin film and its application.