低合金钢渗镀复合处理层的摩擦学性能

为了进一步提高低合金钢表面硬度、改善其耐磨性能，利用等离子体渗氮和物理气象沉积TiN硬质膜技术在SCM415低合金钢表面形成渗镀复合处理强化层．表面Hv可达到2000，并且有良好的硬度梯度．利用金相、X射线衍射以及原子力显微镜研究复合处理层的微观组织和相结构，结果表明：TiN硬质膜与离子渗氮形成的化合物之间有非常好的界面结合，在干摩擦条件下磨损性能较低合金钢渗碳淬火、离子渗氮样品有显著改善     

离子渗氮提高硬质膜层与普通结构钢基体结合力的研究

选用４０Ｃｒ作基体材料，ＴｉＮ作膜层材料，在离子镀膜进行离子渗氮预处理，性能测试与结构分析证实渗氮层的可以缓解膜性质的差异，提高膜基结合力。     

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。     

高速钢表面PN＋PVD复合处理工艺和性能研究

采用多弧离子镀设备,在高速钢W18Cr4V上先进行等离子氮化,再沉积TiN薄膜,研究了不同渗氮温度和时间对PN+TiN薄膜组织和性能的影响.结果表明,温度为500℃左右和时间为2h以上条件下对W18Cr4V进行渗氮处理后再沉积TiN薄膜,可以得到最佳的薄膜表面显微硬度(1800～2000HV0.05)和膜/基结合力(50N),涂层耐磨性也得到明显提高.     

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。     

镀层对金刚石/玻璃复合材料性能的影响

为满足现代电子工业日益增长的散热需求,急需研究和开发新型高导热陶瓷(玻璃)基复合材料,而改善复合材料中增强相与基体的界面结合状况是提高复合材料热导率的重要途径.本文在对金刚石和镀Cr金刚石进行镀Cu和控制氧化的基础上,利用放电等离子烧结方法制备了不同的金刚石增强玻璃基复合材料,并观察了其微观形貌和界面结合状况,测定了复合材料的热导率.实验结果表明:复合材料中金刚石颗粒均匀分布于玻璃基体中,Cu/金刚石界面和Cr/Cu界面分别是两种复合材料中结合最弱的界面;复合材料的热导率随着金刚石体积分数的增加而增加;金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而降低,由于镀Cr层实现了与金刚石的化学结合以及Cr在Cu层中的扩散,镀Cr金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而增加.当金刚石粒径为100μm、体积分数为70%及镀Cu层厚度为约1.59μm时,复合材料的热导率最高达到约91.0 W·m-1·K-1.     

AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察了不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m2·a和1 278 g/m2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m~2·a和1 278 g/m~2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m~2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

金刚石覆镀TiN膜的工艺改进及效果

阐明了金刚石覆盖的最佳途径———真空离子覆镀TiN膜。同时通过对从清洗、轰击、到物料的振动与翻滚等全部工艺过程的论述 ,说明了金刚石覆镀TiN膜的实施过程。通过结果讨论 ,说明金刚石覆镀TiN膜后的综合性能明显优于未镀和其它覆镀的性能。     

金刚石覆镀TiN膜的工艺改进及效果

阐明了金刚石覆盖的最佳途径－真空离子覆镀TiN膜。同时通过对从清洗、轰击、到物料的振动与翻滚等全部工艺过程的论述，说明了金刚石覆镀TiN膜的实施过程。通过结果讨论，说明金刚石覆镀TiN膜后的综合性能明显优于未镀和其它覆镀的性能。     

空心阴极与多弧离子镀TiN薄膜的表面形貌及性能

分别采用多弧镀、空心阴极离子镀及电子束强化多弧镀的方法在高速钢表面制备TiN薄膜,对其进行表面形貌及性能的研究。经光学显微镜、扫描电镜（SEM）、激光共聚焦显微镜（LSCM）对TiN薄膜表面形貌及断口观察分析表明,空心阴极离子镀薄膜表面较为平整,无熔滴颗粒（大颗粒）存在,空心阴极发射的电子束对多弧离子镀薄膜表面熔滴颗粒数量和尺寸有着明显的改善作用。随着电子束功率提高,多弧离子镀薄膜表面熔滴颗粒尺寸呈明显减小趋势,且数量呈减少趋势。     

TiN涂层磨损特性的研究

ＴｉＮ涂层可显著提高零件寿命．研究ＴｉＮ涂层的滑动磨损行为有重要意义．研究结果表明，表面进行ＴｉＮ涂层后，Ｃｒ１２ＭｏＶ和ＬＭ１两种材料的磨损抗力大幅度提高；与ＴｉＮ涂层试样相配对的４０Ｃｒ试样的失重明显高于与没有涂层试样相配对的４０Ｃｒ试样的失重；Ｃｒ１２ＭｏＶ和ＬＭ１两种材料及其经过ＴｉＮ涂层后的磨损抗力相差不大．讨论了ＴｉＮ涂层对基体材料的要求．     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的点蚀的敏感位置

本文研究了TiN夹杂对点蚀形核的影响。实验发现1Cr18Ni9Ti不锈钢微区点蚀形核敏感位置在TiN夹杂周围。AES结果表明TiN夹杂周围有一贫Cr区,Cr/Fe+Ni峰值低于基体。TiN夹杂周围是钝化膜的薄弱部位。TiN夹杂的存在降低了微区的点蚀破裂电位,即降低了不锈钢的耐点蚀性能。     

医用不锈钢表面TiN薄膜的组织结构和力学性能研究

为改善医用不锈钢的耐磨性,采用反应磁控溅射在304不锈钢表面沉积了TiN薄膜,研究了Ti过渡层沉积时间对TiN薄膜微观结构和力学性能的影响。通过Ｘ射线衍射仪、扫描电子显微镜、纳米压痕仪、FST1000型薄膜应力测试仪、HSR-2M摩擦磨损试验机和WS-2005型涂层附着力自动划痕仪对样品进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,当Ti过渡层沉积时间为20 min,Ti过渡层厚度为340 nm时,TiN薄膜结晶性最强,硬度和弹性模量达到最大值,分别为21.6 GPa和327.5 GPa,平均摩擦因数达到最小值0.45,临界载荷达到最大值24.7 N,TiN薄膜的力学性能、摩擦性能以及与基体的结合力达到最优。进一步延长Ti过渡层的沉积时间,TiN薄膜的柱状晶组织粗化、力学性能、摩擦性能以及与基体的结合力均降低。     

门极换向晶闸管(GCT)扩散阻挡层的研究

通过对多种阻挡层特性的分析,选定了熔点高、化学稳定性好、电阻率低的TiN薄膜作为门极换向晶闸管阳极的阻挡层.采用磁控溅射技术生长的TiN,经俄歇电子谱仪分析表明,TiN阻挡层系统能有效地阻挡硅和铝的相互扩散,可作为门极换向晶闸管阳极理想的阻挡层材料.     

在中等阻值范围内NiCr-O系及Cr-Si系电阻薄膜的应用比较

合金成分、沉积条件以及热处理工艺是影响薄膜性能极其重要的因素,为便于电阻薄膜的合理选材,分析了应用于中阻值范围内的NiCr-O系及Cr-Si系溅射薄膜的膜层结构,对比了它们在热处理前后的电性能变化情况,并通过短期试验考核它们在应用中劣化的可能性.实验结果表明,经退火处理后,Cr-Si系溅射薄膜的膜层构成主要为非晶态基体及SiOx氧化物包围纳米级硅化物相,而NiCr-O系溅射薄膜的膜层主要由Cr2O3和原子范围短程有序的金属相组成;Cr-Si系电阻薄膜比NiCr-O系电阻薄膜致密稳定,前者在电性能方面具有抗电压击穿、耐潮湿等优点.     

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.     

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。     

TiN/Al复合材料的微观组织及性能研究

用熔铸法制备了TiN/Al复合材料,通过SEM和EDS研究复合材料的微观组织和元素组成;测定了复合材料的布氏硬度和压缩性能.实验结果表明：用熔铸法制备TiN/Al复合材料,其增强相TiN均匀分布在基体中,随TiN含量的增加TiN由颗粒状、短棒状变成长条状;其布氏硬度和压缩强度随TiN含量的增加而增大.