层状结构富Mg的Mg2Sn薄膜相组成与热电性能

利用高真空磁控溅射设备,通过顺序沉积制备富Mg的Mg2Sn热电薄膜。使用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及能谱仪（EDS）研究了沉积薄膜的物相组成、表面和截面形貌、元素含量及分布。使用塞贝克（Seebeck）系数/电阻分析系统LSR-3测量了沉积薄膜的电阻率和Seebeck系数,进而研究不同Mg含量的Mg2Sn薄膜的功率因子。结果表明,采用磁控溅射法可以制备出立方反萤石结构的Mg2Sn相薄膜,XRD显示,沉积薄膜是由立方结构的Mg2Sn相和少量的纳米尺寸的金属Mg相组成。随着Mg靶溅射时间的增加,纳米金属Mg相的含量增加,电阻率和Seebeck系数均表现为先升高后降低,这归因于少量纳米金属Mg相与基体相之间存在相界面。适量的金属Mg相存在于Mg2Sn薄膜中,有利于提高Seebeck系数。含有适量纳米尺寸金属Mg相的Mg2Sn沉积膜,因其Seebeck系数较高,电阻率适当,可获得较高的功率因子。层状结构的Mg2Sn薄膜可显著提高Seebeck系数,尽管电阻率也增加,但最终使薄膜的功率因子显著提高。     

Cu含量对TiN-Cu纳米复合膜结构与性能的影响

为研究纳米复合膜超硬机理和促进其商业应用,利用电弧离子镀制备了Ti N-Cu纳米复合膜,并对其表面形貌、晶体结构、能谱、XPS谱和硬度进行研究.结果表明:沉积膜仅含有Ti N相和少量的Ti相,Ti N相晶粒尺寸随薄膜Cu含量的增加而逐渐减小;尽管有的沉积膜中Cu原子数分数高达8.99%,但仍没有发现金属Cu相或Cu的化合物相衍射峰;沉积膜中Cu元素以金属Cu的状态存在,Ti主要以Ti N相存在,少量以金属Ti相存在,但没有Ti2N相;薄膜生长过程中,Cu、Ti和N共沉积,竞争生长,Cu的加入抑制了Ti N晶粒的长大;沉积膜的硬度随Cu含量增加而增加,达到最大值后下降,薄膜硬度随Cu含量变化与薄膜中Ti N相或Cu相尺寸有关.     

GH864合金在超温条件下的组织性能变化

用复型技术和薄膜技术研究GH864合金在超温条件下γ'相尺寸和硬度与超温温度之间的变化关系.试验结果表明,当超温温度在800～950 ℃范围内,随温度的升高,晶界上析出碳化物减少,γ'相尺寸、数量及材料的硬度均明显降低.通过对复型样品和薄膜样品的γ'相尺寸测量结果进行对比分析,表明可以用复型法获取γ'相的尺寸代替薄膜的γ'相尺寸.     

SiC颗粒增强铝基复合材料基材上制备(Ti,Al)N涂层的研究

利用电弧离子镀技术在SiCp／2024Al基体上制备(Ti，Al)N涂层．研究了偏压对涂层的相组成、晶格常数和成分的影响及不同过渡层对涂层与基体结合性能的影响．结果表明，在较小偏压下，(Ti，Al)N涂层呈(111)择优取向；偏压在-150V时，涂层无择优取向；但随偏压继续升高，出现(200)和(220)择优取向．在添加Ti过渡层时，涂层与基体形成致密均匀的良好结合．同时通过设计梯度涂层，获得了厚度达105um的无裂纹(Ti，Al)N涂层．     

脉冲负偏压对TiN-Cu复合膜结构与性能的影响

为了研究薄膜的生长过程对薄膜结构和性能的影响并促进该类薄膜的商业应用,利用电弧离子镀在不同脉冲负偏压下沉积了TiN-Cu复合膜,并对其表面形貌、晶体结构、能谱、硬度、结合强度和耐磨性进行研究.结果表明,在50~300 V范围内,随脉冲负偏压值增加,沉积薄膜中Cu原子分数逐渐减少;薄膜中最大的Cu原子分数低于Cu-Ti合金靶中Cu原子分数.沉积膜中TiN相存在明显的(111)晶面织构,并且脉冲负偏压值增大,薄膜的织构程度增加.脉冲负偏压值增加,沉积的TiN-Cu复合膜的硬度和耐磨性降低,但结合强度增加.沉积膜结构与性能的变化与脉冲偏压引起薄膜中Cu原子分数的变化有一定关系.     

电弧离子镀氧化铬涂层的组织结构及硬度

采用电弧离子镀方法在不锈钢基体上沉积Cr2O3薄膜，研究了氧流量和脉冲偏压对薄膜相结构、沉积速率、表面形貌、薄膜硬度的影响。结果表明，氧流量和脉冲偏压对薄膜的相结构有较大的影响，在氧流量为130cm^3／s、脉冲偏压为-100V时，出现Cr2O3{001}面择优取向；氧流量增高，脉冲偏压增大时，薄膜的表面形貌得到改善；在脉冲偏压为-200V、氧流量为130cmf^3／s时，可获得符合Cr2O3化学计量比的薄膜，其硬度达到36GPa。     

免维护蓄电池Pb—Ca板栅合金的改进

从强度和腐蚀性两方面对Ｐｂ－Ｃａ板栅合金进行讨论，并通过添加合金元素的办法对Ｐｂ－Ｃａ板栅合金进行改进。结果表明，Ｂｉ元素有可能改善Ｐｂ－Ｃａ板栅合金的深充放性能，成为免维护蓄电池的新型板栅合金的添加元素。     

脉冲偏压对铝合金上TiN膜生长的影响

为了研究在铝合金上硬质膜的性能,促进硬质TiN膜在铝合金构件上的应用,利用电弧离子镀在7075铝合金上沉积TiN膜层,并通过改变脉冲偏压幅值研究其对薄膜生长过程的影响.结果表明,生长的TiN膜具有柱状特征,在无偏压或低偏压时,柱状特征明显,但随着负偏压值的增大,柱状特征变得不明显,膜层中Ti和N的原子比率增加,由无偏压、低偏压时近似为1.0增加到-200V偏压时的1.2.在0～-200V偏压范围内,沉积膜的平均生长速率由1.5μm/h增加到11.3μm/h.随着负偏压的增加,TiN膜的(111)方向的择优取向越来越明显,而(200)方向强度越来越小.沉积膜呈柱状生长,具有明显的择优取向,其程度受脉冲偏压影响.     

铝合金上电弧离子镀(Ti,Al)N膜的腐蚀特性

研究铝合金上电弧离子镀(Ti,Al)N膜层的腐蚀性能。通过对3种N2气分压下沉积膜层的阳极极化曲线、电化学阻抗谱、盐雾腐蚀失重曲线以及表面形貌的分析表明:沉积过程氮分压较低时,膜层中含有富金属相,耐腐蚀性能较低;增加氮分压使膜层中金属与非金属呈理想配比时,膜层的耐腐蚀性明显增加;膜层在缺陷处产生点蚀、电偶腐蚀,并通过形成裂纹、碎屑脱落使质量显著减小。     

铝和镁合金上电弧离子镀( Ti，Al)N梯度涂层的比较

为了探索和研究在铝合金和镁合金衬底上电弧离子镀沉积梯度的(Ti,Al)N涂层的沉积工艺并确定沉积涂层的基本性能,从而为该涂层的应用奠定理论基础.采用试验和比较的方法.结果表明:在铝合金衬底上可以成功地沉积厚度可达60μm的梯度(Ti,Al)N涂层,涂层与衬底的界面没有缺陷、空洞,与衬底的结合强度很好;而在AZ31镁合金衬底上,由于衬底上含有镁的氧化物,沉积涂层极易脱落.常规的研磨、抛光等方法无法克服由于镁活性大、氧化速率快所形成的氧化膜造成沉积涂层极易脱落现象.X射线衍射谱表明,沉积涂层为TiN结构,Al以替位的形式占据TiN中Ti的位置,形成(Ti,Al)N涂层,没有AlN结构出现;涂层中,Ti和Al原子比近似为1:1,与靶材的成分相同.得出结论:通过改变沉积过程中N2气的分压,可以在铝合金衬底上沉积出硬度和成分梯度变化的厚涂层,但在镁合金上涂层极易脱落;铝合金上的梯度厚涂层可以解决衬底材料硬度低而涂层硬度高所存在的不协调的问题.