含无机类富勒烯(IF)过渡族金属硫化物纳米复合涂层的环境摩擦磨损特性

采用固-气相反应、反应沉淀和溶剂热诱导法实现了IF-MoS2、IF-WS2纳米粉体的宏观量制备.分别用化学共沉积方法在硬铝基体上制备Ni-P-(IF-WS2)复合镀层,磁控溅射和激光溅射技术在硬铝合金和钛合金基体上制各(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2梯度纳米复合涂层和IF-(Mo,W)S2/(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2多层纳米复合涂层.用划痕仪、球-盘式摩擦仪评估纳米涂层的结合力及其在真空(10-2 Pa)和大气中的摩擦磨损性能.Ni-P-(IF-MoS2)化学复合镀层的硬度、摩擦因数和磨损率明显低于Ni-P化学镀层.梯度和多层复合结构有利于涂层与合金基体结合力的提高.(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2纳米梯度复合涂层和(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2/IF-(Mo,W)S2纳米多层复合涂层在不同环境下都有低的摩擦因数和磨损率.含无机类富勒烯(IF-)WS2或MoS2的纳米复合涂层具有优良的环境稳定性.     

多弧离子镀制备纳米多层TiAlSiN涂层的性能研究

采用多靶阴极电弧离子镀系统在硬质合金基体上沉积纳米多层结构的Ti Al Si N硬质涂层,该结构是通过Ti Al N涂层与Ti Si N涂层的交替叠加而制备的。实验同时制备了Ti Al N涂层、Ti Al Si N单层涂层与纳米多层涂层进行性能对比分析,用扫描电镜(SEM)、EDS对涂层结构形貌及成分进行了分析,用划痕法和纳米压痕法分别对涂层的结合力与纳米硬度进行了测试,同时也测试了涂层在不锈钢车削上的性能表现。结果表明,Ti Al Si N纳米多层涂层硬度高达33 GPa,同时在不锈钢车削上以Ti Al Si N纳米多层涂层性能最优,而Ti Al Si N单层涂层性能最差。     

多弧离子镀制备多层TiAlCrN涂层的性能研究

利用多弧离子镀技术,采用TiAl和AlCr合金靶材在硬质合金基体上交替沉积制备TiAlCrN纳米多层涂层,同时采用TiAlCr合金靶制备了单层TiAlCrN涂层进行性能对比。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线能谱分析法(EDS)分析了涂层的微观结构及成分,利用划痕法和纳米压痕法测试了涂层的结合力与纳米硬度,最后搭配硬质合金铣刀片测试了两种涂层在模具钢铣削上的性能表现。结果表明,TiAlCrN纳米多层涂层结构致密,多层层间界面清晰平整,涂层结合力优异,涂层硬度高达33.1GPa。在铣削合金钢方面,TiAlCrN纳米多层涂层的切削寿命较TiAlCrN单层涂层提升40%以上,铣削性能优异。     

微弧氧化电源占空比对陶瓷基自润滑复合涂层性能的影响*

为提高柴油机铝合金活塞的可靠性和耐用性,在不同电源占空比下通过微弧氧化实验在铝合金基体上制备得到微弧氧化陶瓷层,利用电泳技术将MoS_2微纳米粒子引入陶瓷层的孔隙中,制备得到陶瓷基自润滑复合涂层。研究微弧氧化电源占空比对陶瓷层和复合涂层微观形貌、厚度和表面粗糙度的影响,并利用往复式摩擦磨损试验机在干摩擦、油润滑条件下对复合涂层的摩擦学性能进行分析。结果表明:随占空比的提高,微弧氧化陶瓷层的厚度、表面粗糙度呈现先增加后减小的变化趋势;随占空比的提高,制备得到的复合涂层的摩擦因数先减小后增大,占空比为60%～70%得到的复合涂层摩擦因数最低,且复合涂层与基体结合状态好,抗磨自润滑性能显著。     

复合场(电磁场及激光)下发动机纳米复合涂层表面研究

在复合场(电磁场及激光)下,在发动机表面或引擎(活塞)表面喷溅了一层纳米复合涂层,研究了纳米复合涂层对发动机抗磨减摩性能的影响。结果表明:纳米复合涂层使发动机抗磨减摩性能显著提高,其中抗磨强度增强30%,减摩性能改善1/3左右。发动机纳米复合涂层各元素C,Rh,W随AES溅射深度的增加丰度减小。     

激光重熔纳米SiC复合陶瓷涂层组织和性能研究

研究了WC／Co-NiCrAl等离子复合陶瓷涂层、激光重熔等离子涂层、激光渗入纳米SiC涂层的组织结构、耐磨性能。结果证明：在所定的工艺参数下，等离子喷涂层组织呈层片状，层间为机械结合界面；经激光重熔后，激光作用区涂层组织细化，孔隙率降低，耐磨性能是原等离子涂层的1．3倍；渗入纳米SiC后，组织进一步细化，孔隙率进一步降低，SiC颗粒仍处于纳米尺度，分布在粗颗粒表面及粗颗粒之间，其耐磨性能是原等离子涂层的2．6倍。     

普通硬质涂层和超硬涂层的研究进展

随着现代科学技术的不断进步,普通硬质涂层和超硬涂层有了显著的发展,部分涂层已经在某些领域实现了应用。主要介绍了氮化物、碳化物、氧化物、硼化物等普通硬质涂层和金刚石、类金刚石(DLC)、cBN、纳米多层结构涂层及纳米复合涂层等超硬涂层的性能、应用、制备技术及其发展趋势,并对部分常见涂层面临的性能改进及其今后可能的发展方向进行了探讨。     

纳米表面工程与摩擦学

利用表面工程技术解决摩擦磨损问题具有高效、实用等特点。随着科学技术的迅速发展，纳米材料和纳米技术在表面工程中得到了广泛应用，由此出现了“纳米表面工程”。利用纳米表面工程技术制备的涂层和镀层有着非常优异的摩擦学性能。本文叙述了作者近年来的有关工作，包括热喷涂纳米陶瓷涂层、热喷涂纳米自润滑涂层、纳米陶瓷／聚合物复合涂层、纳米复合电镀层以及纳米电泳沉积层的摩擦磨损特性和机制。     

先进复合物理气相沉积技术制备高性能硬质涂层

现代切削技术的发展对涂层刀具提出了愈加严苛的使用要求,且不同的难加工材料需要不同的定制化切削方案。无论是采用电弧离子镀还是磁控溅射工艺,传统单一涂层刀具已不能满足高速干式切削的加工需求。通过电弧离子镀与磁控溅射复合技术,制备具有超晶格结构的纳米多层涂层,不仅可显著提升涂层的力学性能、高温抗氧化性以及抗磨损性能,还能克服单一沉积工艺的技术缺陷。通过回顾电弧/溅射复合沉积的发展历程,总结了国内外的相关研究成果以及产业化进展,并分析了复合沉积工艺对涂层力学性能与切削寿命的影响。     

硬质合金刀具表面微/纳米金刚石复合涂层制备研究

硬质合金是目前应用最为广泛的刀具材料,在刀具表面施加金刚石涂层可以提高硬质合金刀具的性能和耐用度。通过热丝CVD法在硬质合金刀具表面制备了多层微/纳结构的复合涂层,采用扫描电镜观察了复合涂层的表面和截面,并用拉曼光谱检测了涂层的成分,用压痕法检验了复合涂层的膜基结合性能。结果显示复合涂层的结构参数对膜基结合性能有较大影响,特定结构的复合涂层可以提升涂层的结合性能。