N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层的影响

目的研究N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺。方法在不同N_2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层。采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪测定涂层的相结构,利用显微硬度计测试涂层试样的硬度,利用球-盘摩擦磨损试验机考察涂层试样的摩擦磨损性能,利用能谱仪分析磨痕表面的化学组成。结果 N_2流量小于61.5 mL/min时,增加N_2流量对总气压和靶电压的影响很小;N_2流量超过61.5 mL/min后,总气压和靶电压均随着N_2流量的增加而显著增大。随着N_2流量的增大,制备的TiN涂层X射线衍射谱中的TiN(111)、TiN(220)衍射峰强度不断增大,TiN(200)衍射峰强度先不变后突然减小。N_2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的致密性最好,硬度最高。N_2流量在50~61.5 mL/min范围内,制备的TiN涂层试样的磨损率较低,最低可达7.4×10~(-16) m~3/(N·m)。当N_2流量超过63 mL/min后,TiN涂层试样的磨损率显著增大。结论 N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层择优取向、硬度及摩擦磨损性能的影响较显著,N_2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的硬度和耐磨性最好。     

海相风暴沉积研究技术方法探讨

针对传统岩石学分析、微化石分析等研究技术方法进行了深入探讨,研究结果将为未来减少极端热带气旋的破坏和经济损失,拓宽风暴沉积在地质领域的宽度和广度奠定理论基础。     

含铟铝合金焊料及其复合带性能的研究

将铟含量不同的Al-Si-Mg-In焊料与Al-Mn芯材制成复合带材,研究了铟对复合带性能的影响。结果表明：铟含量对焊料与芯材的热复合性能影响不大;当铟含量ωln低于0.027%时,焊料中铟一越高复合带强度和钎焊性能越好;当ωln高于0.027%时,随焊料中铟含量的增加,复合带强度和钎焊性能反而下降;焊料中铟的最佳含量ωln为0.027%。     

硬质合金刀具的类金刚石涂层的研究

采用优化的沉积类金刚石（DLC）涂层工艺及过渡层技术,在硬质合金上制备出性能优良的DLC膜,实验室切削试验与工业生产现场切削表明：在切削铝青铜和共晶铝硅合金时,DLC膜涂层刀具使用寿命明显高于末涂层刀具。     

脉冲高能量密度等离子体陶瓷刀具表面改性研究进展

对刀具涂层技术的发展现状与趋势进行了综述,提出了提高涂层刀具性能的"五化"措施:沉积工艺复合化、薄膜组成多元化、薄膜结构多层化、薄膜组成和显微结构梯度化、薄膜晶粒纳米化.基于这个思想,提出了用高能量密度脉冲等离子体技术进行陶瓷刀具表面改性,并在最近几年用高能量密度脉冲等离子体同轴枪对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试.使用该复合表面改性技术,所制备涂层刀具结构独特,很好地满足了"五化"思想,材料性能得到显著提高.在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高,纳米硬度分别为26～28 Gpa、50～53 Gpa和38～40 Gpa;膜基结合力强,纳米划痕临界载荷达80～110 Mn.所得TiN、TiCN和(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC 58～62 的淬硬CrWMn钢进行干切削,实用切削速度可提高2～10倍,且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB 2200～2300 Mpa)工件时,比未涂层刀具后面磨损降低6～10倍.预示该技术是一种非常有前途的陶瓷刀具改性技术.     

HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层在模拟海水钻井液中的腐蚀和磨损性能研究

目的 提高钻具关键易损零部件在海洋钻探实际应用中的耐腐蚀和磨损性能。方法 采用超音速火焰喷涂技术（HVOF）制备Al CoCrFeNi高熵合金涂层。使用电化学工作站对涂层和35CrMo钢基体（常用的钻具材料）进行电化学测试,电化学测试包括动电位极化曲线测试和电化学阻抗谱（EIS）测试。采用摩擦磨损试验机对涂层在模拟海水钻井液中不同载荷和不同滑动速度下的磨损行为进行研究。采用扫描电子显微镜及X射线能谱仪对磨痕表面微观形貌及成分进行分析,利用三维白光干涉形貌仪测量涂层的磨痕三维形貌及磨损体积。结果 HVOF喷涂Al Co Cr Fe Ni高熵合金涂层在模拟海水钻井液中的耐腐蚀性优于35CrMo钢基体,可以起到有效的腐蚀防护作用。相同条件下,Al CoCrFeNi高熵合金涂层的耐磨性优于35CrMo钢基体。在滑动摩擦磨损过程中,随着载荷及滑动速度的增大,涂层的平均摩擦系数和磨损率均增大,且涂层的磨粒磨损程度加重。当载荷为6 N时,涂层发生疲劳磨损;当滑动速度为0.15 m/s时,涂层出现粘着磨损。模拟海水钻井液对涂层磨损性能的影响可以分为2个方面。一方面可以起到润滑作用,模拟海水钻井液显著改...     

不同载荷对HVOF 喷涂AlCoCrFeNi 高熵合金涂层摩擦学性能的影响

目的 提高深地钻探钻具关键零部件的抗磨性能。方法 采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层。采用X射线衍射仪对高熵合金粉末和涂层的相组成进行研究,采用扫描电子显微镜对高熵合金粉末及涂层的微观结构进行分析,使用维氏显微硬度计测得涂层的显微硬度,采用摩擦磨损试验机对涂层在不同载荷下的磨损行为进行研究。采用SEM和EDS对磨痕表面进行分析,采用XPS技术分析磨痕元素成分,利用三维白光干涉形貌仪测量涂层的磨损体积和表面粗糙度。结果 HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层结构致密,相结构为BCC相,显微硬度达(536±34)HV0.2,约为35CrMo钢基体[(278±20)HV0.2]的2倍。随着载荷的增加,涂层的摩擦系数减小、磨损率增大。相同载荷下(6 N),涂层的磨损率约为基体的41%。HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层的磨损失效机制为,低载荷下(2 N)主要为氧化磨损伴随着轻微的磨粒磨损;高载荷下(4、6 N)受到反复剪切应力出现疲劳磨损。结论 HVOF喷涂AlCoCrFeNi高熵合金涂层具有良好的抗磨性能,可以有效减轻磨损,有望应用于深地钻探钻具关键零部件的表面防护。     

氧化铟锡靶与铟的润湿性研究

为了解决氧化铟锡靶与铟的不润湿,采用了一种特殊的方法,在ITO靶与铟熔体界面处,对铟熔体施加局部的高压处理,增加了ITO界面的亚微观缺陷,促进了In与ITO的渗透和交融,实现了ITO靶与铟的润湿和铺展,为ITO靶和Cu靶座的焊接奠定基础.     

等离子体增强磁控溅射TiN涂层与铝对摩时的摩擦磨损行为∗

铝挤压模具表面的摩擦磨损行为是影响铝制品质量和模具寿命的重要因素。为了进一步优化铝挤压模具表面耐磨涂层的沉积工艺，以 TiN 涂层为例，采用等离子体增强磁控溅射方法分别在基体偏流为 0.1 A、1.5 A、3.0 A 和 4.5 A 条件下制备 TiN 涂层，利用 XPS、SEM、AFM 和 XRD 分别测量 TiN 涂层的化学成分、表截面微观结构和相组成，利用纳米压痕仪和旋转式球-盘摩擦磨损试验机分别考察 TiN 涂层试样的综合力学性能和与铝对摩时的摩擦磨损行为。结果表明：基体偏流增加对 TiN 涂层的化学组成影响较小。随着基体偏流的增加，TiN 涂层的横截面形貌逐渐细化。涂层表面具有由岛状微凸起组成的微结构，随着基体偏流的增加，微凸起尺寸和数量逐渐减小，表面粗糙度逐渐降低。不同基体偏流条件下制备的涂层均具有明显的 TiN(111)择优生长趋势。当基体偏流从 0.1 A 增加到 1.5 A 时，TiN 涂层的晶粒尺寸明显减小，涂层的综合力学性能得到显著提高。TiN 涂层试样与铝对摩过程中主要发生粘着磨损和磨料磨损，涂层试样对铝的减摩抗磨性能与对摩过程中的铝粘着面积呈负相关。结论：基体偏流对等离子体增强磁控溅射 TiN 涂层的表截面微观结构、力学性能和摩擦磨损行为影响显著，基体偏流为 1.5 A 时制备的 TiN 涂层具有最低的摩擦因数和磨损率，分别为 0.41×10^?15 和 3.03×10^?15 m³ / (N·m)。研究结果对铝成型模具表面高性能长寿命防护涂层的研究开发具有一定的理论意义和实用价值。