EB-PVD制备ZrO2涂层的微观组织结构研究

采用电子束物理气相沉积法在不锈钢基体上制备了氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷涂层。利用XRD、XPS、SEM、AFM对涂层的相结构、化学成分、表面形貌进行了实验分析。结果表明,氧化锆涂层为四方相氧化锆,并不同程度存在织构现象。随着基体温度的升高,涂层中的晶粒尺寸在逐渐长大。涂层表面的小颗粒为柱状晶的上表面,涂层表面的粗糙度随着靶基距的升高而变小。涂层表面Zr-O结合态为Zr4+,而涂层内部存在少量的缺氧现象。     

沉积位置对化学气相沉积SiC涂层微观组织的影响

利用化学气相沉积法在C／C复合材料表面制备了SiC涂层，并借助扫描电子显微镜和X射线衍射等手段对不同位置沉积产物的微观形貌、相组成以及厚度进行了测试，推导出了沉积位置与反应气源过饱和度的定性关系，分析了反应气源过饱和度对SiC涂层形貌、晶粒尺寸以及涂层厚度的影响．研究结果表明：沿着沉积炉内气体流动的方向，反应气源的过饱和度逐渐降低，沉积所得pSiC涂层形貌由颗粒状向须状转变，晶粒尺寸与涂层厚度逐渐减小。     

EB-PVD制备硅基SiC薄膜及其性能研究

文章采用电子束蒸发物理气相沉积(EB-PVD)技术在单晶Si片上制备SiC薄膜,通过台阶仪(surface profiler)、原子力显微镜(AFM)、半导体综合测试仪、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜表面形貌、电学性能及其结构进行分析.结果表明:SiC薄膜越厚,表面平均粗糙度越低;退火温度越高,薄膜结晶质量越好;对SiC薄膜进行辐照的光频率越高,光电流越大.     

ZrO2涂层对基底阻尼特性的影响

通过电子束物理气相沉积的方法在TC4基体上制备ZrO₂涂层,探究其对基底阻尼作用的影响机理.通过SEM和XRD对涂层的表面形貌和结构特性进行表征,并利用动态力学分析仪(DMA)检测涂层的阻尼性能.结果表明:随着基体温度的升高,晶粒尺寸变大,微缺陷减小,薄层损耗因子产生混合取向,损耗因子增加,阻尼性能提高.在高频下,由于补偿效果,涂层中混晶取向的晶界缺陷消失,阻碍了涂层阻尼性能进一步提高.基底温度为400℃, 激振频率为55Hz时阻尼性能最好.     

沉积温度对CVD-HfC涂层微观结构和力学性能的影响

采用HfCl4-CH4-H2-Ar体系,利用化学气相沉积法(CVD)在C/C复合材料表面制备HfC涂层.利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和纳米压痕测试仪对涂层的微观结构和力学性能进行表征与分析.研究沉积温度对HfC涂层的物相组成、沉积速率、微观结构和力学性能的影响.研究结果表明:在1 400～1 600℃沉积温度内,沉积涂层均由单一的立方HfC组成.随着沉积温度的提高,HfC涂层沉积速率逐渐增加;涂层表面HfC晶粒的择优取向面由(220)向(200)转变,涂层组织结构由细柱状晶转变为粗大柱状晶.HfC涂层的显微硬度和弹性模量分别在16～21 GPa和247～282 GPa之间.1 500℃沉积HfC涂层的力学性能最佳,其显微硬度和弹性模量分别达到20.29GPa和282.34GPa.     

气相沉积TiC/TiN涂层的组织和性能的研究

本文对气相沉积法(CVD和PVD)获得的TiC/TiN涂层,通过金相显微镜和扫描电镜的观察,x射线相结构分析,以及硬度、结合力、开裂情况的测定与分析,弄清了涂层的显微组织和相结构,提出了涂层的形成机制。测定结果表明,涂层与基体间的结合力,在高速钢基体上由PVD法沉积的TiN涂层约为7.09kgf/mm~2,在T10钢基体上由CVD法沉积的TiC涂层约为93.82kgf/mm~2。还探讨了涂层的断裂机制,讨论了涂层组织与性能之间的关系。本文的上述研究,为稳定、高效制备优质TiC/TiN涂层提供了依据。     

硅基SiC薄膜的制备及性能研究

文章采用电子束物理气相沉积法在单晶Si(100)基片上制备了单层SiC薄膜和Al2O3/SiC双层膜,然后在不同温度下经氩气保护退火。通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对所制备的薄膜进行了结构和表面形貌分析。研究表明:退火后SiC薄膜由非晶态转为晶态,随退火温度的升高,薄膜结晶更充分,薄膜表面平均粗糙度变小;双层膜与单层膜相比,其SiC衍射峰有所增强,薄膜表面更加平滑。     

激光熔覆TiN金属陶瓷涂层的微观组织

采用CO2激光在TC4合金表面熔覆TiN—Ti和TiN—NiCrBSi金属陶瓷涂层，利用XRD和SEM等分析了熔覆层的微观组织，测试了熔覆层的硬度，结果表明：在TiN—Ti激光熔覆层中，表层TiN颗粒全部溶解，底层TiN颗粒部分溶解，熔覆层的组织是在α—Ti基体上分布着TiN树枝晶和TiN颗粒，熔覆层的显微硬度在400～700HV之间；TiN—NiCrBSi激光熔覆层的组织γ-Ni树枝晶和TiN颗粒等相组成，显微硬度在900-1200HV之间；熔覆层与基材结合区为TC4合金和Ni基合金的混和凝固区，呈现树枝晶和胞状晶形态，显微硬度在600～650HV之间．     

电子束蒸发制备碳化硼微球涂层的工艺研究

自行设计一套筛网反弹盘三维沉积装置,用于电子束蒸发制备碳化硼微球涂层. 采用电子束蒸发法并结合此装置在直径为1 mm的玻璃小球表面沉积了碳化硼涂层. 研究了筛网振动频率、电子束制备工艺对沉积速率、涂层厚度以及涂层表面粗糙度的影响. 采用X射线照相技术测试涂层的厚度;XPS测试涂层表面成分;AFM表征涂层的表面形貌和均方根粗糙度. 结果表明：涂层主要成分为B4C,表面较为光滑、均匀;当筛网振动频率为0.25 Hz,且电子束蒸发工艺参数定为：真空度P小于3×10-3 Pa,高压U 等于6 kV,束流I 在 1     

刀具涂层技术的现状与发展趋势

由于刀具涂层技术可大幅度地提高切削刀具的综合性能,在理论上能有效地改善刀具的高温性能,使涂层刀具应用于高速、干式切削加工成为可能。本文介绍了化学气相沉积,物理气相沉积等表面涂层技术在切削刀具中的应用现状与发展趋势。     

SiC／W纳米多层膜的微结构和微观力学性能

用磁控溅射法在硅基底上制备了不同调制波长Λ的ＳｉＣ／Ｗ纳米多层膜,利用小角度衍射技术（ＬＸＤ）研究了各样品子层界面的调制周期性,并用上限为２０ｍＮ的超显微硬度计ＵＭＨＴ－３,对上述纳米薄膜进行了多载荷微观力学性能测试．结果表明：纳米ＳｉＣ／Ｗ调制多层膜的超显微硬度随测试负荷Ｆ和调制波长Λ的改变而变化,在负荷为５ｍＮ时峰值硬度为１９．９ＧＰａ,与均匀混合的纳米薄膜相比,超显微硬度值提高了约１倍,显示出明显的硬度异常效应．结合实验结果对硬度值随调制波长Λ出现的峰值效应作了初步探讨．     

反应溅射Nb-Si-N薄膜的微结构与力学性能

在Ar、N2和SiH4混合气体中,通过反应磁控溅射方法制备了一系列不同Si含量的Nb-Si-N复合薄膜,采用EDS、XRD、TEM、AFM和微力学探针表征了复合薄膜的成分、相组成、微结构和力学性能.结果表明,采用反应磁控溅射技术通过控制混合气体中SiH4分压可以方便地获得不同Si含量的Nb-Si-N薄膜.少量Si的加入使薄膜得到强化,并在Si含量为3.4%时达到硬度和弹性模量的最高值,分别为53 GPa和521 GPa.进一步增加Si含量,薄膜的硬度和弹性模量逐步降低.Nb-Si-N薄膜力学性能的提高与其晶体缺陷的增加有关.     

MoSi2／SiC复合材料的致密化及其组织结构

用二次热压工艺改善了ＭｏＳｉ２／ＳｉＣ复合材料致密度，热压复合材料相对密度可达到理论密度的９２％，用ＳＥＭ和ＳＲＤ对热压复合材料组织结构的研究表明，热压复合组织为ＭｏＳｉ２基体上弥散分布着ＳｉＣ颗粒。     

ZrO2添加量对等离子放电烧结制备WC-6Co组织和性能的影响

以WC-6Co为主体原料,通过添加不同含量的ZrO₂作为烧结助剂,采用SPS烧结技术制备出性能出众的WC-6Co硬质合金,研究了ZrO₂烧结助剂对硬质合金显微组织及力学性能的影响规律.结果表明:随着ZrO₂添加量的增加,试样的显微组织更加致密,相对密度更大,硬度和断裂韧性也有一定程度的增加.并且,当添加ZrO₂的质量分数为3%时,试样的相对密度达到96.7%,维氏硬度增加到20.28kN·mm^-2,断裂韧性增长到12.7MPa·mm^1/2,综合性能最优.研究发现,ZrO₂可以通过促进离子的扩散和颗粒的重排促进烧结,最终使得材料的相对密度和性能均得到提升.     

火焰法沉积金刚石薄膜的组织结构

用透射电镜（ＴＥＭ）对大气中火焰法沉积（ＣＦＤ）金刚石薄膜的组织结构进行了分析研究。结果表明，所沉积的金刚石晶体中（１１１）面上存在着大量层错及显微孪晶，在（１１１）面上晶粒边界处的位错密度较低，此外，在金刚石薄膜中还观察到存在于金刚石颗粒间的非金刚石型碳（Ｃ），即无定形碳及微晶石墨。     

激光区熔定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶自生复合陶瓷的显微组织与断裂韧性

采用激光区熔定向凝固技术制备Al2O3/YAG/ZrO2共晶自生复合陶瓷,研究其在超高温度梯度、不同激光工艺条件下的快速凝固组织特征及其相互影响,并对其力学性能以及增韧机制进行了分析. 研究结果表明:(1)激光区熔定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶由α-Al2O3、YAG以及ZrO2三相组成,不存在其他相以及相间晶团. 各相均匀连续分布,耦合生长,呈网状结构,是典型的快速凝固层片状非规则共晶组织. (2)在一定的激光功率密度下,共晶间距随扫描速度的增大急剧减小,最小间距仅为0.2～0.3 μm. (3)Y2O3在ZrO2中具有一定的固溶度,固溶程度不同时,ZrO2呈现不同的形貌. (4)定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶陶瓷的硬度高达18.67 Gpa,室温断裂韧性为8.0 Mpa·m1/2. 第三组元ZrO2的加入、相的小尺寸效应以及裂纹分叉是韧性增强的主要原因.     

喷射成形原位反应TiC/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织

使用X射线衍射（XRD)、光镜(OM）、电子扫描电镜(SEM)、透射电镜（TEM）等对在TiC／Al-Fe-V—Si合金中原位反应生成TiC的喷射沉积坯件的显微组织进行了分析和研究．结果表明，原位反应生成的TiC颗粒在喷射沉积过程中抑制了针状相的形成，改善了合金的显微组织，生成的TiC颗粒均匀地分布在合金基体中．     

LCAS SiC_w ZrO_2复合材料的力学性能及其微观结构

研究了ＬＣＡＳＳｉＣｗＺｒＯ２ 复合材料的力学性能及其微观结构．力学性能分析表明：ＳｉＣｗ 增韧和ＺｒＯ２ 相变增韧的加和性不是简单地叠加,ＳｉＣｗ 增韧提高了ＺｒＯ２ 相变增韧效果．体积分数分别为５５ ％ ,３０％ ,１５％ 的ＬＣＡＳ,ＳｉＣｗ ,ＺｒＯ２ 复合材料的断裂韧性Ｋ１Ｃ和抗弯强度σｂ 达到６－４ ＭＰａ·ｍ１／２ 和３３１－７ ＭＰａ．透射电镜（ＴＥＭ） 图象表明：复合材料中ＺｒＯ２ 起了应力诱导相变增韧作用;ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面较清晰,其宽度约１５ ｎｍ ;搭在ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面两侧的杆状ＴｉＣ 颗粒增加了界面结合强度     

铝合金直接氧化形成SiC/Al_2O_3/Al复合材料的微观结构

采用X射线衍射仪、透射电子显微镜及金相显微镜对铝合金直接氧化渗入SiC预制体形成的SiC/Al2 O3/Al复合材料进行了分析 ,发现该材料由α Al2 O3、SiC、Al4 O4 C、Al和Si五相组成 .α Al2 O3为骨架相 ,三维连通 ,其晶界纯净 ,Al、Si以包裹相形式出现在α Al2 O3晶粒中 ;SiC相也是主要相 ,呈孤岛状 ;Al4 O4 C相的出现 ,说明在该材料的生长过程中 ,SiC颗粒与Al和O2 发生了反应 .