铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀Ti—Ti涂层的组织结构

利用等离子体增强磁控溅射离子镀，先在铁基体上镀一层很薄的钛中间层，继之沉积ＴｉＮ，对膜层进行俄歇电子能谱分析和透射电镜分析，结果表明，膜与基体之间有厚约５０ｎｍ的过渡层，膜基界面处有ＦｅＴｉ相，中间层与后继膜交接处Ｔｉ２Ｎ与α－Ｔｉ有取向关系。     

用非晶态合金作中间层对Si_3N_4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作为对Ｓｉ_３Ｎ_４扩散焊连接的中间层材料．研究结果表明：用非晶态作为中间层可改善工艺条件，降低扩散焊温度；非晶态中间层接头比其相应晶态中间层接头的剪切强度有明显提高．其中硼对提高接头剪切强度贡献很大．用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ用晶态和非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层对Ｓｉ_３Ｎ_４进行扩散焊连接的机制是：活性元素Ｔｉ向陶瓷界面扩散和富集并与Ｓｉ_３Ｎ_４发生反应生成界面相ＴｉＮ，ＴｉＳｉ_２等．从而实现连接．     

盐类反应制备TiB2／Al—4.5Cu复合材料的研究

采用Ｋ２ＴｉＦ６和ＫＢＦ４混合盐反应法制备ＴｉＢ２／Ａｌ－４．５Ｃｕ复合材料，通过ＳＥＭ，ＸＲＤ及ＭＴＳ等仪器研究了复合材料的凝固组织和力学性能。增强相ＴｉＢ２颗粒细小（＜２μｍ），呈近球形，均匀分布于基体之中，起强化和细化基体作用，ＴｉＢ２颗粒与基体结合好。当Ｋ２ＴｉＦ６和ＫＢＦ４混合物加入质量为基体的２０％时，复合材料的综合性能最好。ＵＴＳ达３５２ＭＰａ，ＥＬ达４．４％，ＨＢ达１４６。     

低辐射薄膜TiO_2-Ag-TiO_2-SiO的纳米尺度显微结构

成功地制备了 ＴｉＯ２－Ａｇ－ＴｉＯ２－ＳｉＯ超薄多层膜的截面样品,并对其微观结构进行 ＴＥＭ, ＨＲＥＭ及纳米束 ＥＤＳ分析结果表明,薄膜各层厚度均匀,界面明锐、光滑 Ａｇ层由纳米晶组成,而 ＴｉＯ２和 ＳｉＯ层为非晶 Ａｇ在膜层中没有扩散或聚团,这也正是保证整个薄膜性能指标的一个重要因素     

Al／TiC复合材料铸态组织和性能的研究

利用反应合成法制备了ＴｉＣ，并通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）研究了反应合成ＴｉＣ的稳定性。结果表明：反应合成的ＴｉＣ具有亚微米尺寸，在Ａｌ液中具有良好的稳定性。另外，研究了不同ＴｉＣ含量的Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的铸态组织和力学性能。结果表明：Ａｌ／ＴｉＣ复合材料随着ＴｉＣ含量的增加，铸态组织变得愈来愈细小，ＴｉＣ分布愈来愈均匀，而且材料的力学性能较纯Ａｌ基体有很大的提高。ＳＥＭ观察表明材料为韧断。     

离心SHS陶瓷衬管铁过渡层的研究

对离心ＳＨＳ（Ｓｅｌｆ－ｐｒｏｐａｔａｔｉｎｇＨｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ自蔓延高温合成）陶瓷衬管的铁过渡层组织结构及性能研究发现，铁过渡层与陶瓷层为“抛锚”结合，过渡层与基体层为冶金结合。对铁过渡层进行ＳＥＭ、ＴＥＭ及ＤＥＡＸ分析发现，Ｆｅ层中残存有未分离的陶瓷粒子，具有较高的位错密度及发达的亚晶组织，且发现了少量的索氏体和屈氏体组织，认为这是由于钢基体中的碳渗透到铁层中引起的。这些都是造成铁过渡层硬度较高甚至超过钢基体的原因。     

金刚石膜与硬质合金基体间的界面状态

采用ＳＥＭ,ＴＥＭ对金刚石膜－硬质合金基体横截面的形态进行了研究,探讨了甲烷含量对ＣＶＤ金刚石膜－基横截面各组织层次的影响。结果表明,经化学侵蚀脱钴和等离子体刻蚀脱碳预处理的ＹＧ８硬质合金基体上所沉积的金刚石膜－基横截面组织的典型层次依次为：金刚石／薄的石墨碳中间层／细小的ＷＣ层／残留的脱碳层／残留的疏松层／ＹＧ８原始基体,甲烷含量对ＣＶＤ金刚石膜－基横截面各组织层次的形成有显著的影响。     

Ti—15s／TiCp复合材料的拉伸断裂过程

用金相，ＳＥＭ和ＴＥＭ研究了ＰＴＭＰ技术制备的含１０％体积分数粒子的Ｔｉ－１５Ｓ／ＴｉＣ颗粒强化复合材料的显微组织，拉伸断口及拉断试样纵向显微组织特征，原始复合棒料是等轴晶组织，增强体ＴｉＣ粒子随机分布于基体中，增强体和基体界面连接良好，尺寸较大的ＴｉＣ粒子中有孔洞存在，有拉伸过程中，由于ＴｉＣ粒子是主要的承载体而首先断裂，粒子裂纹快速扩展到基体造成复合体快速断裂，尺寸较大的ＴｉＣ粒子中有原有孔洞     

超微细粒TiO2的合成方法与进展

运用ＰＶＤ工艺在Ｍ２高速钢表面沉积了（ＴｉＡｌ）Ｎ涂层，用ＳＥＭ、ＴＥＭ和ＸＲＤ方法对涂层显微组织和结构进行了分析研究，并对涂层的性能进行测试。结果表明，涂层的显微硬度和耐磨性随涂镀时基体温度上升而提高，在ＴＳ＝４８０℃时涂镀效果较佳；也随涂镀时的氮流量有关系，当Ｎｆ＝１２ｍｌ．ｍｉｎ－１时，Ｈｖ可达２４００。     

真空电弧涂镀TiN膜中宏观颗粒的电镜分析

用扫描电镜（ＳＥＭ）分析了真空电弧沉积ＴｉＮ膜中宏观颗粒（ＭＰ）的形态，并对观察结果给出了理论解释。电镜分析表明，ＴｉＮ膜中ＭＰ的形态与其粒径有关，粒径大的呈椭球形，粒径小的呈圆球形；ＭＰ与膜层之间有微小孔隙。理论分析表明，形成ＭＰ的液滴在飞行中温度降低的幅度是决定其形态的主要因素。     

An interface study of various PVD TiN coatings on plasma-nitrided austenitic stainless steel AISI 304

The adhesion between a TiN coating and a plasma-nitrided austenitic stainless steel is influenced by using different process steps. In order to obtain some information about the effects of various parameters, different process steps are used during the coating of austenitic stainless steel AISI 304. The deposition of a TiN layer with a Ti intermediate layer results in bad adhesion, especially when a thicker TiN coating has been deposited. X-Ray diffraction measurements indicate the presence of a martensitic phase on top of the plasma-nitrided surface after deposition of the TiN coating. This martensitic phase is also observed if after plasma nitriding only an additional heat treatment is carried out. A transmission electron microscopy study is also performed to reveal the microstructure.     

TiN单层和TiN/Ti(C,N)多层涂层的结构和性能研究

借助XRD、SEM、纳米压痕和划痕仪研究了采用磁控溅射在硬质合金基体上沉积的TiN单层和TiN/Ti(C,N)多层涂层的组织结构和力学性能。研究表明:TiN与TiN/Ti(C,N)多层涂层的晶粒形貌均呈柱状晶结构,而TiN/Ti(C,N)多层涂层形成了TiN、Ti(C,N)交替的调制结构。由于界面强化作用,TiN/Ti(C,N)多层涂层表现出比TiN更高的硬度及与基体更好的结合力。     

Microstructure and Tribological Properties of TiB2/TiB/TiNx（x=1,0.3）/Ti Composite Coating Produced on Pure Ti by Laser Surface Alloying

TiB2/TiB/TiNx(x=1,0.3)/Ti composite coating was prepared on pure Ti by laser surface alloying by using powders of boron as starting materials.The composite coating was examined by X-ray diffraction(XRD),high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM)and scanning electron microscopy(SEM).The friction and wear properties of the composite coating were examined using a pin-on-disk tester under dry sliding wear condition.The results showed that the top surface of the composite coating was mainly composed of TiB2,TiB,TiN0.3,TiN and Ti phases,while the interface of the composite coating was composed of TiB and Ti phases.The composite coating showed sticklike structure near the top surface,and dendrites structure near the interface.The friction and wear test showed that the composite coating had better wear resistance than pure Ti due to their higher microhardness than that of pure Ti substrate.     

MICROSTRUCTURE AND INDENTATION BEHAVIOUR OF MULTILAYER Ti-N FILM

The microstructure of Ti/TiN multilayer film was studied.It was shown by trans-mission electron microscopy of cross-sectional sample and respective secondary neutralsmass-spectroscopy depth profiling that the film has a periodic alternate multilayeredstructure:substrate /FeTi/Ti/Ti_2N/TiN/Ti_2N/Ti/Ti_2N/TiN...Ti/Ti_2N/TiN,whereFeTi and Ti_2N were the transition layers formed during ion plating.Cross-sectionalfracture surface of indentation samples had been obtained and studied with scanningelectron microscopy.It was shown that the multilayer film deformed during indentation,formed an indentation pit and a pile-up of materials around the indentation pit.As theapplied load increased deformation region extended beyond the film/substratc interfaceand into the substrate,the interlayer crack in the film and hole formation at the film/substrate interface were initiated.It is also shown that the multilayered Ti/TiN filmoffered better toughness in comparison with single layer TiN film.     

钛基 / TiN 涂层接触应力有限元分析

目的研究在接触载荷作用下,钛基/TiN涂层的应力变化规律。方法利用ABAQUS软件建立可靠有限元模型,分析涂层厚度不同的钛基/TiN涂层系统在球压头作用下的接触应力。结果钛基/TiN涂层系统最大Mises应力出现在距表面约0.4a(a为接触半径)处的亚表层或者亚表层附近的界面处。在接触应力和弯曲应力作用下,涂层弯曲变形会影响涂层的径向应力和剪应力分布。结论在接触载荷作用下,涂层内存在接触应力和自身弯曲两种应力作用。分析结果有利于理解钛基Ti N涂层的失效机理。     

(Ti,Al)N单层和TiN/(Ti,Al)N复合涂层的切削性能研究

借助EDX、SEM、强度测试和切削实验研究了采用磁控溅射在硬质合金基体上沉积的(Ti,Al)N单层和TiN/(Ti,Al)N复合涂层的切削性能。研究表明,两种涂层均与基体结合紧密;TiN/(Ti,Al)N复合涂层则表现出更好的切削性能。     

电刷镀Ni-W过渡层与离子镀TiN复合涂层的结合力和磨损特性

研究了3Cr2W8V基体电刷镀Ni-W过渡层和离子镀TiN复合涂层的结合力及强化机理.利用XRD、SEM和TEM分析了涂层结构,用划痕法测定了涂层结合力,并测定和分析了涂层的磨损特性.结果表明由于TiN沉积过程中的温度效应,混合晶态的电刷镀Ni-W层发生晶化和析出强化,并形成界面扩散层和双层复合,从而使TiN复合涂层的结合力和硬度明显提高;Ni-W过渡层对TiN涂层起有力的支撑作用.Ni-W与TiN复合涂层的耐磨性优于TiN单层.     

钛合金表面百微米级Ti/TiN多层复合涂层性能研究

目的提高TiN硬质涂层的厚度及各项力学性能。方法采用等离子增强PVD技术在钛合金(TC4)基体表面制备多层复合Ti/TiN涂层,对涂层进行扫描电镜(SEM)分析,采用划痕法表征涂层的结合强度,用维氏显微硬度计测试涂层的显微硬度,利用销盘式摩擦磨损试验仪评价涂层的摩擦磨损性能。结果制备的多层复合Ti/TiN涂层厚度最高可达100μm,且未发生剥落等失效,结合强度相对于单层TiN提高了近3倍。由于Ti、TiN的多层复合调制作用,制备的Ti/TiN显微硬度测试表明复合涂层的显微硬度高达2700 HV0.025,同时,涂层在原有耐磨性能优良的基础上具备自润滑减摩作用,经过近20 000 m的磨损测试,复合涂层的摩擦系数低至0.25左右,且未完全失效。结论多层复合结构能够有效提高TiN硬质涂层的厚度,制备的Ti/TiN多层复合涂层的各项力学性能显著提高。     

等离子合成TiN渗镀层组织结构及耐蚀性研究

采用等离子合成TiN渗镀层方法，在碳钢表面形成TiN沉积层＋含TiN的扩散层组织，Ti和N原子由表及里呈梯度分布，表面是均匀、致密的TiN胞状组织，显微硬度在20 GPa～25 GPa之间；沉积层与基体之间有一扩散过渡区，结合力好，无剥落现象.X射线衍射结果表明：渗镀层表面为TiN层，(200)晶面的衍射峰最强，具有明显的择优取向.将TiN渗镀试样与不锈钢1Cr18Ni9Ti和Q235钢在1 mol/L H2SO4溶液中进行电化学腐蚀对比实验表明：TiN渗镀层的耐蚀性能比不锈钢和Q235钢基体分别提高了1.4和4.2倍.      

加Si提高PCVD TiN基镀层的耐蚀性和力学性能

在直流PCVDTiN镀膜过程中，加入Si形成（Ti，Si）N镀层。用SiH4作为气源，代替一部分金属卤化物，可降低镀层中的氯含量。含16％Si的（Ti，St）N比二元TiN镀层有较高的硬度。用划痕法和对滚法评定了二者的结合强度。三元镀层在界面上用TiN作底层，则TiN和（Ti，Si）N的界面疲劳强度是相同的。（Ti，Si）N比TiN在高温下有较高的抗氧化性能。用电化学腐蚀方法测定在3．5％NaCl溶液中的耐腐蚀性表明，（Ti，Si）N镀层优于TiN。