低温化学气相沉积TiN及其应用

本文主要介绍一种化学气相沉积氮化钛涂层的新方法，该涂层是采用亚氯化钛和氨在低压和４５０℃－６５０℃的条件下获得的，在沉积室中反应形成的。此法获得的ＴｉＮ涂层有良好的表面结合力以及抗蚀和耐腐性能，文中除对其工序与涂层性能予以介绍外还着热处重说明它在塑料工业模具听应用。     

电脉冲沉积铝化物微晶涂层的高温腐蚀行为

采用自行设计的振动式电脉冲沉积装置在Q235钢表面沉积厚度达100μm的铝化物微晶涂层,并研究涂层的高温腐蚀行为。采用振动式电脉冲沉积技术沉积涂层时,铝电极与工件瞬时接触放电,可以达到很高的温度,从而形成了铁铝金属间化合物涂层,而且涂层与基体为冶金结合;涂层冷却速度很快,由此获得微晶结构涂层;流动的氩气可有效地保护涂层的质量。将沉积铝化物微晶涂层的Q235钢分别在600℃空气中氧化200h和600℃99.98%SO2气氛中硫化50h,然后进行SEM、EDS和XRD分析。结果表明,沉积铝化物微晶涂层后Q235钢的抗氧化和硫化性能均大幅度提高。     

电火花沉积MCrAlY涂层及其高温氧化行为

采用DZ-1600型电火花沉积设备在不锈钢表面电火花沉积MCrAlY涂层,研究了工艺参数对沉积效率的影响以及涂层的组织结构和抗氧化性能之间的关系.结果表明,沉积效率与输出功率成正比,频率对沉积效率几乎无影响.涂层表面呈"泼溅状"形貌,整体呈现纳米级微晶堆垛结构,反映了沉积过程的快速冷凝机制.XRD分析结果显示,高温氧化后在涂层表面形成的氧化膜主要由Al2O3组成.在1000℃空气中氧化200h的结果表明,获得的MCrAlY涂层具有优异的抗高温氧化与抗剥落性能.     

双极串联脉冲放电沉积微晶涂层的高温氧化行为

提出了一种以脉冲电源两极作为沉积电极 ,以被处理试样作为感应电极 ,发生串联脉冲放电沉积金属涂层的新技术。通过“针—板—针”电极放电实验证实了上述串联脉冲放电过程。采用改进的双极串联电脉冲沉积设备在 1Cr18Ni8不锈钢基体上沉积了 1Cr18Ni8微晶涂层和弥散Y2 O3 微小颗粒的 1Cr18Ni8微晶涂层。在 95 0℃空气中进行的高温氧化实验结果表明 ,获得的 1Cr18Ni8微晶涂层极大地提高了抗高温氧化性能 ,同时还证实在微晶涂层中施加微小弥散Y2 O3 颗粒有助于进一步降低涂层的氧化速率及提高氧化膜的抗剥落性能     

金属材料的激光陶瓷涂层和涂膜

介绍采用激光技术对金属材料沉积陶瓷涂层和涂膜的原理和工艺.获得的陶瓷涂层和涂膜可以改善金属材料的表面性质并赋予其特殊的性能.     

超音速激光沉积WC/SS316L复合涂层微观结构及磨损性能研究

采用超音速激光沉积和冷喷涂技术,在碳钢基体上制备了WC/SS316L复合涂层,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能量色谱仪、摩擦磨损试验机对超音速激光沉积及冷喷涂复合涂层的微观结构、成分及磨损性能进行了对比研究。结果表明:在沉积温度为800℃下制备的超音速激光沉积涂层的沉积效率和WC含量较冷喷涂涂层分别提高了43%和30%,其涂层致密性也优于冷喷涂涂层;超音速激光沉积涂层的摩擦系数比冷喷涂涂层低19%,表现出较优的抗磨损性能。     

沉积温度对AlCrTiN涂层组织结构与性能的影响∗

AlCrTiN 涂层具有优异的综合性能,然而沉积温度对其组织结构与性能的影响还需进一步研究。 采用电弧离子镀和脉冲直流磁控溅射复合沉积技术,改变沉积温度(300 ℃和 400 ℃ )制备两种不同的 AlCrTiN 涂层。 结果表明:两种 AlCrTiN 涂层主要相均为 fcc-(Al,Ti,Cr)N 相,沿(111)晶面择优生长。 沉积温度为 400 ℃ 时,涂层具有更高的硬度和弹性模量,更低的残余应力、摩擦因数和磨损率,表现出更好的力学性能和抗摩擦磨损性能。 两种涂层经过 700 ℃保温 1 h 后,由于涂层内原子扩散和缺陷愈合,硬度和结合力进一步提高。 切削性能测试表明:300 ℃ 和 400 ℃ 温度下制备的涂层铣刀寿命分别为无涂层铣刀的 3. 2 倍和 3. 5 倍。 无涂层铣刀的失效形式以磨粒磨损为主,涂层铣刀的失效形式为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损。 研究成果对高性能 AlCrTiN 四元涂层的制备、理论研究与工程化应用具有指导意义。     

AZ31镁合金表面化学气相沉积钨涂层工艺及其耐蚀性和耐磨性

为提高镁合金表面耐蚀耐磨性能,采用化学气相沉积法在镁合金表面制备了钨涂层,并对其工艺进行了研究。利用扫描电镜、能谱仪等分析技术对钨涂层成分、组织结构以及微观形貌进行了表征;利用高温摩擦磨损试验机(HT-1000)、综合电化学测试方法对钨涂层耐磨性能和耐蚀性能进行分析。结果表明:沉积温度为440℃时可获得致密均匀、与基体结合良好的钨涂层;沉积钨涂层使表面硬度大幅度提高,表面耐磨性增加,能有效的降低镁合金表面活性,腐蚀电位相对于镁合金基体正移了1.21V,大幅提高了其耐蚀性能。     

基材温度对磁控溅射制备的Ti-Al-Si-Cu-N涂层的微观结构及摩擦学性能的影响（英文）

采用反应磁控溅射技术在304不锈钢基片上沉积Ti-Al-Si-Cu-N涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机研究了不同基材温度(沉积温度)对涂层结构和摩擦学性能的影响。结果表明:随着沉积温度从室温升至250℃,涂层表面变得平滑,结构致密。硬度和弹性模量随沉积温度的升高而升高。划痕试验表明:当沉积温度分别为室温,150和250℃时,临界载荷为3.85,3.45和5.10 N。当沉积温度为250℃时,涂层的摩擦系数和磨损速率最小,摩擦过程中产生的磨屑主要来自GCr15不锈钢珠。在较低的沉积温度下,涂层的磨损机理主要为疲劳断裂和磨粒磨损,而250℃沉积的涂层的磨损机制主要为磨粒磨损。     

电火花沉积技术研究现状与展望

电火花沉积技术被广泛地应用于零部件表面涂层的制备与损伤的修复.简要介绍了电火花沉积技术的原理,概括了其进行表面强化与修复的优点.系统地讨论了电火花沉积技术主要工艺参数(电压、电容、比沉积时间和氩气流量)对涂层的沉积效率、形貌、缺陷、组织结构和性能的影响规律,其中热量的输入与释放速率是工艺参数对涂层制备产生影响的关键因素,低能量输入下易获得高性能的涂层,但沉积效率较低.针对电火花沉积技术自身裂纹与孔洞缺陷多、沉积效率低、制备涂层不均匀等问题,介绍了在沉积过程自动化、沉积原理优化、与其他技术复合方面做出的技术改进.其中,通过实现与其他表面强化技术的复合是进一步提高涂层性能的有效方式,将是未来研究的重点内容之一.随后,基于工程实际对高性能涂层的需要,介绍了电火花沉积技术在制备陶瓷、高熵合金、非晶涂层中的应用,电火花沉积技术快热急冷的特点,使其在制备涂层的过程中表现出极佳的细晶、非晶、固溶相形成能力.最后总结了电火花沉积技术存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望.     

Ir/HfO2复合涂层的制备及性能研究

利用化学气相沉积(CVD)技术制备了HfO2涂层和Ir/HfO2复合涂层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)对涂层的性能进行分析。结果表明:在沉积Ir时,沉积室升温速率≤10 ℃/min时,制备出的Ir/HfO2复合涂层经真空高温热处理后可获得表面质量良好的Ir层,且Ir层纯度达到99.77%;真空热处理有益于提高Ir/HfO2复合涂层之间的结合程度,且热处理温度越高,结合效果越好;表面制备有HfO2涂层的Ir棒在1980 ℃氧化10 h的条件下,HfO2涂层对Ir的保护效果显著,可将Ir的氧化深度由毫米级降至数十微米。     

C/C复合材料ZrB_2-SiC基陶瓷涂层的微观结构及氧化机理

为提高C/C复合材料在高温富氧环境中的抗氧化性能,采用两步刷涂+化学气相沉积法在C/C复合材料表面制备含Si_3N_4、MoSi_2、TaC等添加剂的ZrB_2-SiC基多层复合陶瓷涂层。利用XRD和SEM等分析测试手段研究涂层的物相组成和微观结构,并分析讨论涂层在900和1500℃的等温抗氧化机理。结果表明:利用两步刷涂+化学气相沉积法制备的ZrB_2-SiC基复合陶瓷涂层整体厚度约为200μm。Si3N4、MoSi_2可很好地促进ZrB_2-SiC基氧阻挡层的高温烧结,使涂层致密化,并提高涂层在900℃的抗氧化性能;与之相比,TaC则不能很好地发挥致密化作用,对涂层在900℃时抗氧化性能的提高有限。在900℃时,ZrB_2-SiC基陶瓷涂层的氧化过程主要受氧在涂层孔隙等缺陷中的扩散所控制,添加剂主要通过改变涂层的致密化程度来影响涂层的抗氧化性能。在1500℃氧化过程中,涂层抗氧化性能恶化,但致密的化学气相沉积SiC封填层的引入可显著改善涂层在1500℃时的抗氧化性能,涂层表面生成了完整的含有ZrO_2和ZrSiO_4等高熔点颗粒的SiO_2玻璃态氧化膜,为基体提供有效的氧化防护。     

等离子喷涂-物理气相沉积高温防护涂层研究进展

等离子喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）是基于低压等离子喷涂发展起来的一种新型多功能薄膜及涂层制备技术。由于其独特的等离子射流特征,可实现气液固多相涂层沉积,获得非视线沉积。文中首先介绍了国内外PS-PVD技术等离子体数值模拟和在线检测技术的研究现状,其次讨论了PS-PVD羽-柱状结构热障涂层的形成机制及与传统热障涂层在热导率、抗冲蚀等性能方面的差异,阐述了PS-PVD技术制备环境障涂层的研究进展,最后对PS-PVD技术沉积高温防护涂层的优势和存在的问题进行了总结。     

金属有机物PCVD法沉积Ti(CN)涂层

应用PCVD技术,以金属有机物TPT作钛源在H13模具钢表面沉积Ti(CN)涂层,研究了不同工艺参数对涂层组织和性能的影响,并对涂层的抗氧化性进行了实验.结果表明,采用适当的沉积温度、压力及氮气流量,可以在H13钢表面得到以Ti(CN)为主的致密涂层,在沉积温度500℃时达到最高硬度HV1760,涂层在600℃以下具有良好的抗氧化性.     

沉积温度对高功率脉冲磁控溅射AlCrSiN涂层结构和性能的影响*

采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在不同沉积温度下制备了Al-Cr-Si-N涂层。系统研究了沉积温度对涂层结构、成分、显微形貌、力学和摩擦学性能的影响。结果表明:随着沉积温度由100℃升至350℃,涂层内部开始由非晶向纳米晶转化,300℃时出现fcc-AlN相;涂层平整性和致密性逐步改善,膜/基结合强度逐渐提高,在300℃达到最大值77 N,但温度继续升高至350℃时,严重的轰击刻蚀作用使临界载荷骤降至25 N;涂层硬度逐渐增加,在350℃达到最大值19.4GPa;涂层内应力整体呈下降趋势,由–0.8 GPa逐渐降低至–0.4 GPa左右。     

沉积温度对高性能TiAlN涂层微观结构和力学性能的影响

采用真空电弧离子镀（AIP）技术在不同沉积温度下TiAlN涂层,用于高性能制造,并研究了沉积温度与表面性能的关系。结果表明,由于离子轰击作用,表面大颗粒随沉积温度的升高而减少。随着沉积温度的升高,涂层表面的晶粒尺寸先急剧减小后逐渐增大。此外,沉积温度对合成涂层的相组成和化学成分影响不大。随着沉积温度的升高,硬度和粘结强度先迅速增加,后逐渐降低。当沉积温度在450℃左右时,沉积的TiAlN涂层硬度最高,粘结强度最大。上述现象的发生机理与沉积过程中表面与界面之间的微观组织和残余应力的变化有关。合成的涂层在高达900℃的空气中具有良好的热稳定性。     

化学气相沉积法制备Cr_2O_3涂层及其性能研究

采用化学气相沉积法在铝合金表面制备Cr2O3陶瓷涂层,通过SEM、XRD、电化学极化曲线对涂层的形貌、成分、耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,Cr O3在260℃时转化成了中间产物Cr8O21,以气态化合物的形式沉积于铝合金表面。经520℃热处理后可制得Cr2O3涂层。化学气相沉积法有效地提高了铝合金的硬度和耐腐蚀性。     

K452合金表面CVD渗铝涂层制备温度对其750℃硫酸盐热腐蚀行为的影响

采用化学气相沉积(CVD)技术在K452合金表面沉积渗铝涂层,沉积温度分别为850、950和1050℃。研究了沉积温度对CVD渗铝涂层在750℃空气中表面沉积Na₂SO₄及Na₂SO₄+NaCl环境下热腐蚀行为的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀前和后的试样进行截面形貌观察和物相结构分析。结果表明,在750℃下表面沉积Na₂SO₄及Na₂SO₄+NaCl热腐蚀50 h后,3种涂层试样均表现出了较K452合金更好的抗热腐蚀性能,且涂层的抗热腐蚀性能随着涂层沉积温度的增加而增强。     

冷喷涂沉积纳米结构涂层研究进展

纳米结构涂层因具有良好的耐磨性、耐高温、光催化活性及仿生性能等性能,在材料表面改性方面具有重要的应用价值。冷喷涂作为一种低温沉积技术可避免晶粒粗化,保持纳米结构涂层的特性。概述了冷喷涂的工作原理及沉积机理,介绍了影响冷喷涂沉积纳米结构涂层的主要工艺参数和冷喷涂辅助技术;分别从热障涂层、耐磨涂层、光催化涂层、仿生涂层方面阐述了冷喷涂沉积纳米结构涂层的研究进展。并对冷喷涂纳米结构涂层的发展前景进行了展望。     

高速钢涂层刀具的切削和摩擦学性能研究

采用非平衡磁控溅射离子镀方法,对高速钢刀具表面进行了涂层沉积处理,研究了表面涂层的显微形貌、物相组成和涂层的摩擦磨损性能,并对比分析了无涂层和有涂层刀具的切削性能。结果表明,高速钢表面的涂层组织致密、均匀,实现了与基体的良好冶金结合;不同偏压下涂层的物相均为Cr、Cr_2N、Cr N和Fe_3Mo_3N;高速钢刀具表面涂层在使用温度为600℃以下时具有较高的抗热摩擦磨损性能,而在温度为600℃以上时抗热摩擦磨损性能相对较差;高速钢刀具表面进行的非平衡磁控溅射离子镀沉积处理涂层,可以对切削刃起到良好的保护作用,并可以抑制或者减少刀具的磨损。