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1.
非平衡磁控溅射掺Ti类金刚石薄膜的结构分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
聂朝胤  张碧云  谢红梅 《金属学报》2007,43(11):1207-1210
采用非平衡磁控溅射沉积技术在SCM415渗碳淬火钢基片上沉积了无氢Ti掺杂类金刚石(Ti-DLC)薄膜和无氢高纯类金刚石(DLC)薄膜,通过调节Ti靶的溅射功率使获得的Ti-DLC薄膜Ti含量(原子分数)为1.9%-34%.利用Raman分光光谱仪、XPS,XRD、显微硬度计及纳米划痕仪分析研究了Ti-DLC的组织结构、显微硬度及薄膜附着力.结果表明,利用非平衡磁控溅射得到的Ti-DLC薄膜,在Ti含量小于25%时,Ti-DLC薄膜仍具有类金刚石薄膜的sp2,sp3结构,但Ti的掺杂促进了sp3键向sp2键的转变.掺杂的Ti以TiC纳米晶的形式存在于非晶态的DLC中.掺杂Ti后薄膜的硬度明显降低,而薄膜附着力明显改善;但是当Ti含量超过3%后,薄膜附着力无明显变化,硬度逐渐回升.  相似文献
2.
纳米压痕和划痕法测定 TiO2 纳米薄膜的力学性能   总被引:2,自引:2,他引:0       下载免费PDF全文
目的:研究相同工艺条件下阳极氧化法在不同钛合金基底(TA1,TC4,TC4F136)上生成的TiO2薄膜的力学性能差异。方法采用扫描电镜结合原子力显微镜观察3种薄膜的形貌和结构,用UNHT型纳米压痕仪测试TiO2纳米薄膜的力学性能,利用纳米划痕法测试3种钛合金表面生成的TiO2薄膜与基底的结合强度及摩擦性能,用纳米压痕技术测试TiO2的显微硬度和弹性模量。结果电解液及其它电化学条件相同时,不同钛合金基底上形成的TiO2薄膜结构(管直径、管壁厚及管长度)不同。结论阳极氧化法在钛合金基底上生成的TiO2纳米薄膜的力学性能,由TiO2微观结构及其与基底的结合强度决定,微观结构和结合强度归根到底由合金中元素决定。  相似文献
3.
黄立业  徐可为  吕坚 《金属学报》2001,37(7):733-736
利用纳米划痕仪研究了Ti合金表面类金刚石薄膜在划擦过程中的弹塑性变形和理解纹形成微观机制,结果表明:试样在划擦过程经历了薄膜变形、薄膜与基体共同变形和薄膜剥离3个阶段,对应的P-D曲线分别在划擦前后无变化,出现分离和急剧变化,在第三 塑性变形量超过弹性变形量,在薄膜内部产生裂纹,薄膜与基体变莆恢复不同步,薄膜发生剥落,因此提高薄膜划擦抗力的有效途径是增强膜基的结合强度和提高薄膜的断裂韧性。  相似文献
4.
曾华智  王海  沈军 《表面技术》2016,45(2):79-83
目的:通过梯度基体负偏压沉积工艺,获得综合性能优良的TiN涂层。方法采用多弧离子镀工艺,在0~-180 V连续变化的梯度基体负偏压参数下沉积梯度TiN涂层。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过纳米压痕和纳米划痕对涂层的力学性能进行系统研究。结果与无梯度沉积的涂层相比,梯度基体负偏压沉积TiN涂层的(111)晶面衍射峰减小,厚度增加,表明涂层的沉积速率增大。经测试,梯度涂层的断裂临界载荷Lc2=215.21 mN,硬度值H=31.2 GPa,弹性模量E=498 GPa,塑性变形临界载荷Ly=81.65 mN;无梯度沉积涂层的Lc2=248.63 mN,H=29.6 GPa,E=452 GPa,Ly=23.39 mN。二者相比之下,梯度涂层虽然断裂临界载荷有所减小,但硬度值和弹性模量均有所增大,并且塑性增大,塑性变形临界载荷大幅增加,综合力学性能提高。结论梯度基体负偏压沉积工艺改变了常规的单一参数设置,在沉积过程中,基体负偏压对涂层生长的影响不断改变,获得的涂层具有结构上的梯度变化,从而力学性能得到了改善。  相似文献
5.
利用脉冲式Nd:YAG激光在Ti6Al4V合金表面进行激光渗氮处理,借助纳米压痕和划痕试验表征渗氮层的弹塑性力学性能。结果表明,在钛合金表面成功制备了高硬度、高强度、枝晶状分布的渗氮层。同时,渗氮层内硬度、模量、强度以及应力-应变关系、摩擦系数等力学性能呈现出类似于激光渗氮层内氮元素扩散曲线的非均匀性空间分布规律。硬度和弹性模量之比以及纳米划痕试验结果表明,激光渗氮层的抗磨损性能随深度的增加逐渐降低,摩擦系数随着划入深度的增加,从0.2增加到0.4。  相似文献
6.
钨螺旋线是行波管的关键部件,随着行波管功率量级和工作频率的不断提高,其高频损耗和散热问题更加突出。为了解决这些问题,前期研究了钨螺旋线表面镀覆金膜的方法。由于螺旋线的工作温度较高,镀金薄膜的热可靠性如何?因此本文采用纳米划痕技术测试镀金薄膜和基体之间结合力大小,对预镀铜5s,10s,15s和20s,镀金均为1.5h后的试样高温(500℃,100h)处理前后的膜-基结合力进行了对比分析。结果表明:预镀铜5s,15s和20s的试样经高温处理后的膜-基结合力大小与常温下相比没有明显降低;预镀铜10s时的试样经高温处理后的膜-基结合力与常温下相比有所增大。钨螺旋线表面镀金薄膜热可靠性好。  相似文献
7.
通过先化学镀后电镀的方法制得“基材-化学镀Ni-P层-电镀Ni-Co-Mn层”的复合层,采用金相观测、纳米压痕、纳米划痕、SEM、EDS等方法研究了镀层的力学性能及耐热腐蚀性能。结果表明,复合层的弹性模量与纳米硬度与电镀层相近,比单一化学镀层略低;复合层与基材结合得较好,复合层中两种镀层亦结合得较好,结合力超出纳米划痕的最大测量值28N,比单一电镀层与基材的结合力大;化学镀层与电镀层的组织致密度较高,耐热腐蚀性及抗氧化性较好,且化学镀层稍优于电镀层;先化学镀后电镀的工艺比单一电镀的结合牢固,比单一化学镀的镀层生长速率要快,且热腐蚀后与基材的结合力提升很多。  相似文献
8.
林亮亮 《表面技术》2019,48(4):175-181
目的研究不同Al含量对Ti_(1-x)Al_xN涂层的影响,以获得铣削铸铁材料性能最佳的Ti AlN涂层。方法采用阴极电弧蒸发沉积法在WC-Co硬质合金表面制备两种不同Al含量的Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针微区分析仪(EPMA)分析合金的微观组织和成分组成,通过CSM纳米硬度计和纳米划痕仪测定涂层的纳米硬度、弹性模量、抗塑性变形因子、显微硬度耗散系数MDP和划痕裂纹扩展阻力CPRs等性能指标,同时比较不同Al含量涂层刀片在铣削灰口铸铁HT250和球墨铸铁QT450时的性能和磨损机理。结果 Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层主要物相均呈NaCl型面心立方结构,以(200)方向为择优取向,且高铝涂层的XRD衍射峰向高角度偏移量大于中铝涂层,说明高铝涂层具有更高的铝固溶量。与Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层相比,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层的抗塑性变形因子较小,MDP和CPRs较大,表现出更优的塑性、韧性和膜基结合力。在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的平均寿命分别为30、60 min,相比Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层,切削性能更好。结论对于Ti AlN涂层来说,提高Al的质量分数至67%可以获得更优的塑性、韧性和膜基结合力,在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的切削性能较优。  相似文献
9.
目的研究不同加热温度对Ni-P/Ti/DLC多层膜力学性能的影响。方法用化学镀镍磷工艺在模具钢基体上镀Ni-P层作切削层,采用过滤阴极真空电弧(FCVA)技术分别沉积Ti过渡层和DLC保护层。利用拉曼光谱分析了多层膜表层在不同加热温度下的结构成分,采用纳米压痕、纳米划痕和扫描电镜对多层膜的硬度和弹性模量、膜层结合性能以及划痕表面形貌进行了表征。结果拉曼光谱检测结果表明,随着加热温度的升高,多层膜表层DLC膜中的AD/AG值及sp2键含量增大,且400℃时AD/AG值的变化幅度明显增大。纳米压痕实验结果表明,多层膜的硬度和弹性模量随着温度的升高呈先增后减的趋势,且在300℃时达到最大,纳米压痕过程中膜层未出现破裂现象。纳米划痕实验及SEM观测结果表明,多层膜的临界载荷A1随着加热温度的升高而增加,临界载荷A2在25~200℃区间没有明显变化,而在300~400℃区间显著增大。结论在加热温度达到400℃时,多层膜表层DLC膜的石墨化倾向显著。加热温度为300℃时,多层膜的力学性能及膜层间的结合性能较优,而400℃时膜层间的结合性能及抑制裂纹扩展能力减弱,且膜层具有较大的塑性。因此,适宜的加热温度有利于提高多层膜的力学性能和膜层间的结合性能。  相似文献
10.
通过高温封接工艺制备了双银Low-e真空平板玻璃,采用场发射扫描电镜观察不同封接温度下的试样膜层表面及断面微观形貌,并利用纳米压痕仪测试各试样力学性能以及各试样的临界载荷。结果表明,适当的封接温度可提高Low-e膜层的致密度,优化双银Low-e膜层的弹性模量、纳米硬度及膜层与玻璃基的结合性能,480℃下膜层的弹性模量、纳米硬度及临界载荷的综合性能较好;随封接温度升高,膜层的蠕变应力指数增大,超过500℃,该值增幅增大。  相似文献
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