Ti-Al-N系功能梯度薄膜结合力的实验研究

用划痕法测试了不同成分的Ti-Al-N系功能梯度薄膜及其均质薄膜的膜基结合力。结果表明,Ti-Al-N系功能梯度薄膜的膜基结合力高于均质膜,且随着氮分压变化间隔的zk加,结合力逐渐zk大。基于膜基匹配及残余应力与结合力的关系,合理地解释了成分梯度对Ti-AI-N系功能梯度薄膜结合力的影响。     

Ti－Al—N系功能梯度薄膜的相结构

实验证明Ｔｉ—Ａｌ－Ｎ系功能梯度薄膜在厚度方向上有金属Ａｌ，（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ和（Ｔｉ＿２Ａｌ）Ｎ（１１０）三种相结构，在（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ相中又有（１１１）和（２００）两种择优取向．随着氮分压ＰＮ的不断增加，薄膜中金属相含量急剧下降，陶瓷相含量则急剧增加，当ＰＮ＞１．５Ｐａ后两种相含量的变化均趋平缓．     

Ti—Al—N系功能梯度薄膜的相结构

实验证明Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ系功能梯度薄膜在厚度方向上有金属（Ａｌ９（Ｔｉ９Ａｌ）Ｎ和（Ｔｉ２Ａｌ）Ｎ（１１０）三种相结构，在（Ｔｉ０Ａｌ）Ｎ相中又有（１１１）和（２００）两种择优取向，随着氮分ＰＮ的不断增加，薄膜中金属相含量急剧下降，陶瓷相含量则急剧增加，当ＰＮ〉１．５Ｐａ后两种相含量的变化均趋势平缓。     

离子束辅助沉积（Ti,Al）N梯度薄膜的结合强度

本文采用离子束辅助沉积技术，制备了不同成分梯度的一系列（Ｔｉ１－ｘＡｌｘ）Ｎ膜（其中ｘ＝０．１６～０．４４），并利用刮剥式结合强度测量方法，对薄膜成分对结合强度、内应力、硬度等的影响进行了研究。研究工作发现，刮剥法测得的结合强度，在ｘ＝～０．３１处取得最大结合强度值后，随薄膜成分梯度的增大而下降，但在重要的４０％～５０％Ａｌ区域内，梯度（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的结合强度、硬度以及内应力却都维持在一个较为稳定的水平，较少受薄膜成分等的影响。梯度（（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的结合强度主要受膜中残余应力的影响。     

Al2O3—SiO2—TiO2复合陶瓷薄膜的制备与结构

本文利用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备了Ａｌ２Ｏ－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合陶瓷薄膜，讨论了主要内容是体系成分（Ａｌ：Ｓｉ：Ｔｉ摩尔比）对落膜制备过程及结构的影响。通过分步水解法可以得到稳定的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合溶胶，进而制备复合陶瓷薄膜。组分间的静电作用是溶胶凝结的原因。三组分中，Ｓｉ／Ｔｉ摩尔比是决定溶胶稳定性的主要因素。通过ＸＲＤ对薄膜的相组成进行了分析，表明复合薄膜由Ａｌ４Ｔｉ２ＳｉＯ１２     

激光化学气相反应生长Ti（C,N）薄膜的成分及微观结构

运用ＸＲＤ，ＥＰＭＡ，ＴＥＭ等手段分析在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ基材上用激光化学气相色反应生长的Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）薄膜的成分，结构，显微结构，可在基材表面的形成大面积均匀的Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）膜层，为无明显择优取向的等轴纳米晶，其中有少量的Ｔｉ２Ｎ相，且Ａｌ，Ｖ含量低于基材。     

Ti6Al4V-TiN系梯度材料的设计

为了提高Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ 钛合金基体和ＴｉＮ 薄膜之间的附着强度,采用有限元分析法对Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ ＴｉＮ 系生物梯度材料进行了热应力缓和设计,分析了不同参数对热应力分布的影响。计算结果表明,Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ ＴｉＮ系生物梯度材料的最优热应力缓和参数为：体积分布系数ｎ ＝ １ ．８ ;梯度层层数Ｎ＝ １０ ;梯度层厚度ｔ＝ １５μｍ 。     

Al3O—Ti系梯度功能材料残余热应力的有限元分析

采用有限元方法对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力进行了线 性性分析。详细讨论了梯度层数目、梯度层厚度和成分梯度指数对应力大小和分布的影响，确定了各项最佳参数。非梯度功能材料与优化后的梯度功能材料的残余热絷力对此结果显示：梯度功能赫兹 热应力的效果十分显著。     

Ti-Al-C系热爆反应制备TiC/Al复合材料的研究

以Ｔｉ，Ａｌ，Ｃ粉末为原料，用热爆反应法制备了原位ＴｉＣ颗粒增强的ＴｉＣ／Ａｌ的Ａｌ基复合材料。研究了Ｔｉ－Ａｌ－Ｃ系热爆合成过程，探讨了热爆合成ＴｉＣ粒子的形成机制。研究表明：生成的ＴｉＣ粒子呈球形，尺寸均匀，且随体系中含Ａｌ量的增加，热爆反应合成ＴｉＣ的温度降低，ＴｉＣ颗粒尺寸减小。     

激光合成梯度功能材料新工艺的研究

研究了激光大光斑加热合成Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料，分析了激光合成梯度功能材料的组织结构特征及烧结特性，在试样中埋设微细热电偶成功地测量了激光加热烧结Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ梯度功能材料的温度梯度分布。     

Ti—Al—C系热爆反应制备TiC／Al复合材料的研究

以Ｔｉ，Ａｌ，Ｃ粉末为原料，用热爆反应制备了原位ＴｉＣ颗粒增强的ＴｉＣ／Ａｌ的Ａｌ基复合材料。研究了Ｔｉ－Ａｌ－Ｃ系热爆合成过程，探讨了热爆合成ＴｉＣ粒子的形成机制，研究表明，生成了ＴｉＣ粒子呈球形，尺寸均匀，且随体系中含Ａｌ量的增加，热爆反应合成ＴｉＣ的温度降低，ＴｉＣ颗粒尺寸减小。     

HA-Ti生物功能梯度材料微观组织及热应力缓和特性

本文用粉末冶金法制备了ＨＡ－Ｔｉ系生物ＦＧＭ,并测定了ＨＡ－Ｔｉ复合体材料的弹性模量和热膨胀系数．应用经典叠层板理论和热弹性力学理论分析了ＨＡ－Ｔｉ系ＮＦＧＮ双层板和ＨＡ－Ｔｉ系ＦＧＭ的制备残余热应力和热应变．结果表明,ＨＡ－Ｔｉ系生物ＦＧＭ呈现出宏观不均匀性与微观连续性的组织特征．ＨＡ－Ｔｉ系复合体材料的弹性模量在Ｔｉ－ＨＡ８０达到谷值,并受到气孔率的影响．其热膨胀系数随着ＨＡ含量和测试温度的升高而增大．残余热应力和残余热应变强烈依赖于组成分布,ＦＧＭ由于组成梯度化减小了成分变化幅度,其最大残余拉应力只有ＨＡ／Ｔｉ直接叠合体（ＮＦＧＭ）的１／３,具有显著缓和热应力的功能.     

Ti—AlN是面组分分布的二次离子质谱研究

采用电子束蒸发方法在２００℃的抛光ＡｌＮ陶瓷衬底上淀积厚度为２００ｎｍ的Ｔｉ膜，并在高真空中退火。利用二次离子质谱对样品进行了深度剖析，给出了Ｔｉ／ＡｌＮ界面组分分布随退火温度和时间的变化关系。在界面区发现了铝化物及其他反应产物。结合卢瑟福背散射谱，Ｘ射线衍射分析和Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ三元相图推断，铝化物是Ｔｉ－Ａｌ二元和Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ三元化合物。     

间隙元素对中间成分Ti－Al合金某些相变的影响

根据余氏理论的平均晶胞模型，分析了间隙元素对Ｔｉ－Ａｌ系中间相价电子结构的影响，讨论了间隙元素对中间成分Ｔｉ－Ａｌ合金某些相变的影响。     

Ti1—xAlxN薄膜的制备及性能研究

介绍了利用反应溅射法制备Ｔｉ１－ｘＡｌｘＮ薄膜的工艺过程，测量并分析了Ｔｉ１－ｘＡｌｘＮ薄膜的光学性能及电阻率与薄膜成分的关系。结果表明Ｔｉ１－ｘＡｌｎＸ薄膜的折射率和消光系数均随薄膜中Ａｌ含量ｘ的增加而减小，电阻率则随ｘ的增加而增大。并从薄膜的基本结构变化对实验结果作出解释。     

Al_2O_3-Ti系梯度功能材料残余热应力的有限元分析

采用有限元方法（ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ）对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力进行了线弹性分析。详细讨论了梯度层数目、梯度层厚度和成分梯度指数对应力大小和分布的影响，确定了各项最佳参数。非梯度功能材料（ＮＦＧＭ）与优化后的梯度功能材料的残余热应力对比结果显示：梯度功能材料缓和热应力的效果十分显著。     

间隙元素对中间成分Ti—Al合金某些相变的影响

根据余氏理论的平均晶胞模型，分子了间隙元素对Ｔｉ－Ａｌ系中间相价电子结构的影响，讨论了间隙元素对中间成分Ｔｉ－Ａｌ合金某些相变的影响。     

Al2O3—Ti系梯度功能材料残余热应力有限元分析

采用有限元方法对Ａｌ２Ｏ３－Ｔｉ系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力进行了线弹性分析，详细讨论了梯底层数目，梯度层厚度和成分梯度指数对应务大小和分布的影响，确定了各项最佳参数。非梯度功能材料与优化后的梯度功能材料的残余热应务对比结果显示；梯度功能材料缓和热应力的效果十分显著。     

非晶态Ti—B—N薄膜的制备及晶化研究

采用双靶轮流溅射技术，以Ｔｉ和六方氮化硼反应合成了Ｔｉ－Ｂ－Ｎ薄膜，并采用ＸＲＤ，ＴＥＭ和显微硬度计研究薄膜的微结构及其力学性能。结果表明，镀态Ｔｉ－Ｂ－Ｎ薄膜为非晶体Ｔｉ（Ｎ，Ｂ）化合物，其硬度达到ＨＫ２４７０；薄膜经过热处理晶化形成ＴｉＮ结构类型的Ｔｉ（Ｎ，Ｂ）晶体，硬度略有降低。     

多孔陶瓷薄膜表面形貌研究

用原子力显微镜（ＡＦＭ）观察Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２及Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合陶瓷薄膜的表面形貌,Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析表明,Ａｌ２Ｏ３薄膜的上为γ－Ａｌ２Ｏ３;Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２薄由γ－Ａｌ２Ｏ３和非晶诚ＳｉＯ２组成;而Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２薄膜的相成分为Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ａｌ４Ｔｉ２ＳｉＯ１２和非晶态ＳｉＯ２,各相的含量随化学成分变化而变化,ＡＦＭ观察结果表明