基体偏压对CrN涂层结构和海水环境摩擦学性能的影响

采用多弧离子镀技术,在不同偏压(0~-100 V)下在316 L不锈钢基体上沉积CrN涂层,通过球-平面往复式摩擦磨损试验机研究基体偏压对涂层结构和海水环境下摩擦学性能的影响。结果表明:随着偏压的增大,涂层结构变为更加致密,涂层硬度先增加后基本稳定;随着偏压的增大,涂层与316L基体的结合力先增大后减小,偏压为-50~-75 V时涂层有最好的结合力;在海水环境下,涂层具有很低的摩擦因数(0.2~0.3),并随着偏压升高而降低;随着偏压的增大涂层的磨损率先减小后增大,偏压为-50~-75 V时涂层的磨损率较低。偏压为-50~-75 V时制备的涂层具有最好的综合机械性能。     

负偏压对DLC薄膜结构和摩擦学性能的影响

采用离子束溅射沉积镀膜法制备了DLC薄膜,研究了偏压对薄膜性能的影响。通过原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱对DLC薄膜的表面形貌以及内部结构进行了分析表征。并用UTM-2摩擦磨损仪对其摩擦学性能进行了测试。结果表明,利用离子束溅射沉积制备的DLC薄膜具有良好的减摩抗磨性能。随着偏压的增加薄膜的摩擦因数先减小后增加,在-150 V偏压时,薄膜的摩擦学性能最好。     

基体偏压对磁控溅射制备CrAlN纳米多层薄膜微观结构和力学性能的影响

采用磁控溅射技术在不同基体偏压(-60,-70,-80,-90 V)下制备了CrAlN纳米多层薄膜,研究了基体偏压对薄膜微观结构和力学性能的影响.结果表明:随着基体偏压绝对值增大,CrAlN纳米多层薄膜中的氮含量增加,物相组成不变,择优取向由CrN(111)晶面转变为CrN(200)晶面,薄膜表面孔隙减少,组织致密性得...     

脉冲偏压对PECVD制备DLC薄膜的结构及性能的影响

在不锈钢基材表面利用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)改变脉冲偏压制备不同结构类金刚石薄膜(DLC)。分别采用表面轮廓仪、扫描电镜、拉曼光谱及电子探针分析薄膜的表面粗糙度、断面形貌、薄膜结构及成分,采用纳米压痕仪及划痕仪测试薄膜的纳米硬度、弹性模量和膜基结合力,采用球盘摩擦试验机测试薄膜在大气环境中的摩擦学性能。结果表明:脉冲偏压显著影响PECVD制备的DLC薄膜的表面粗糙度、微观形貌、膜基结合力、纳米硬度及摩擦学性能;随偏压的增大,DLC薄膜的表面粗糙度,摩擦因数及磨损量都先减小后增大,而膜基结合力则先增大后减小。其中2.0 k V偏压制备的DLC薄膜具有最强的膜基结合力,而1.6 k V偏压制备的DLC薄膜具有最低的表面粗糙度、最高的硬度和最优的减摩耐磨性能。     

氮气流量比对CrN涂层结构及摩擦磨损性能的影响

采用直流磁控溅射技术在不同氮气流量比下在YG6基体上制备CrN涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析涂层相组成、涂层形貌与涂层元素成分,利用数字式显微硬度仪、划痕仪测定涂层硬度与涂层结合力,在摩擦磨损试验机考察涂层摩擦学性能。结果表明:氮气流量比(氮气流量占气体总流量的比例)为20%、30%时,CrN/YG6涂层结构相对疏松,呈柱状生长;氮气流量比为40%、50%时,CrN/YG6涂层结构较致密,呈三角颗粒状生长;随氮气流量比增大,涂层硬度先增大后减小,当氮气流量比为40%时达到最大值HV1 752.5;CrN涂层的摩擦因数随氮气流量比的增大变化不大,但磨损率先增大后减小再增大,当氮气流量比为40%时达到最小值2.03×10~(-8)mm~3/(N·mm)。研究表明,当氮气流量比为40%时,所制备的CrN涂层具有良好的综合性能。     

电参数对CrN薄膜在去离子水环境下摩擦磨损性能的影响

采用多弧离子镀方法,在不同偏压和靶电流下在GH05合金试样表面制备系列CrN薄膜,利用扫描电子电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、多功能材料表面试验仪对薄膜的微观组织结构和力学性能进行测试分析。利用盐雾磨损试验机的球-盘摩擦方式研究各CrN薄膜在去离子水环境下与Si₃N₄球对磨的摩擦学性能。结果表明:随着偏压增大,CrN薄膜表面微颗粒大小逐渐减小,硬度增大,结合力先增大后减小,随着靶电流增大,CrN薄膜表面凹坑逐渐减小,硬度减小,结合力先增大后减小;随着偏压增大,CrN薄膜的平均摩擦因数先增大后减小,磨损体积先减小后增大,随着靶电流增大,CrN薄膜的平均摩擦因数先减小后增大,磨损体积先减小后增大,当偏压为-80 V,靶电流为100 A时制备的CrN薄膜在去离子水环境下具有最佳的摩擦学性能;CrN薄膜在去离子水环境下的磨痕形貌主要呈现磨粒磨损的沟槽形貌,同时表现出抛光效果。     

金属复合对CrN薄膜的结构及摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射制备了CrN、Cr-Al-N与Cr-Ti-N复合薄膜;利用XRD与SEM表征了薄膜的结构及断面形貌;采用摩擦磨损实验机考察了薄膜的摩擦磨损性能;研究了金属复合对薄膜结构和摩擦磨损性能的影响.结果表明:所制备的复合薄膜中Al与Ti均以置换方式固溶于CrN中,取代了一部分Cr原子.形成固溶体的合金复合薄膜;合金复合后薄膜的结晶性变差,晶粒均出现细化;合金复合薄膜的摩擦磨损性能均有不同程度的提高.其中Cr-Al-N薄膜的耐磨性极大提高.     

基片偏压对ta C薄膜结构和摩擦因数的影响

利用磁过滤阴极电弧技术,通过改变基片负偏压(0~500 V)制备四面体非晶碳(ta C)薄膜,研究基片负偏压对ta C薄膜结构和摩擦因数的影响.研究表明,基片负偏压对ta C薄膜的sp3键含量有很大影响,当负偏压为200 V时,ta C薄膜的sp3键含量为85%.在0~200 V范围内随着基片偏压的增大,表面粗糙度逐渐减小,在负偏压为200 V时,薄膜表面粗糙度最小,为0.18 nm左右;当负偏压超过200 V后,由于薄膜中石墨相增多,薄膜表面粗糙度将增大.随着基片偏压的逐渐增大,由于薄膜表面粗糙度的减小和在摩擦中石墨相自润滑层的形成,薄膜的摩擦因数大大降低,耐磨性提高.     

CrN薄膜的制备及其抗氧化性的研究

采用热阴极离子镀技术,成功制备了高质量的CrN薄膜,对crN薄膜进行了500℃-800℃的氧化实验.用高精度天平测量其质量变化、显微硬度计测量膜层硬度、XRD、XPS测量膜层结构、划痕仪测量膜层与基体的结合力等分析研究.实验结果表明:①利用热阴极离子镀技术能够制备出CrN硬质薄膜.在不同的工艺条件下,可以制备出具有面心...     

沉积温度对CrN涂层干摩擦及大豆油润滑下摩擦学性能的影响

为探究沉积温度对CrN涂层摩擦学性能的影响,同时寻找适合CrN涂层润滑的绿色润滑剂,采用磁控溅射技术在不同温度下制备CrN涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、AFM原子力显微镜、划痕仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机评价涂层的微观结构、力学性能,以及在干摩擦及大豆油润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明：在250 ℃下沉积的CrN涂层具有最致密的晶状结构,且力学性能最优。摩擦试验结果显示,在干摩擦和大豆油润滑下250 ℃下沉积的CrN涂层表现出最优的摩擦学特性。XPS分析表明,由于摩擦的存在,大豆油会在涂层表面发生摩擦化学反应并生成一层化学吸附膜,从而能有效减轻涂层的摩擦和磨损。250 ℃下沉积的CrN涂层具有最优的力学及摩擦学性能,且大豆油极为适合CrN涂层的润滑。     

CrN、CrSiN薄膜在不同介质下的摩擦学性能对比研究

采用中频非平衡反应磁控溅射法在单晶硅〖BF〗P(111)〖BFQ〗和不锈钢（304SS）基材上制备CrN和CrSiN薄膜;利用球-盘式摩擦磨损试验机（CSM）考察2种薄膜在不同介质（空气、去离子水、质量分数35%NaCl 溶液）中和WC/Co球对摩的摩擦学性能。结果表明：大气环境下,CrN与CrSiN薄膜的磨损机制主要是磨粒磨损;水润滑下,CrN薄膜主要因机械抛光作用,CrSiN薄膜主要因摩擦化学反应,使得摩擦因数减小;在35%NaCl 溶液中CrN薄膜易被腐蚀,由于NaCl颗粒析出以及涂层接触区域的腐蚀和磨损产物,作为第三体的润滑作用,导致摩擦磨损发生明显变化,而CrSiN薄膜不易被腐蚀,主要因摩擦化学反应,使得摩擦磨损性能发生显著变化。     

沉积压强对类金刚石薄膜组织和性能的影响

使用等离子增强化学气相沉积的方法制备不同沉积压强下的类金刚石薄膜。反应气体为C2H2和CH4,辅助气体为Ar。通过控制气体流量来达到改变沉积压强的目的,沉积压强分别为2.5Pa、3.8Pa、5.0Pa和6.1Pa,为排除其它工艺参数对实验结果的影响,气体流量比C2H2∶CH4∶Ar=2∶2∶1保持不变。使用扫描电镜、拉曼光谱和纳米压痕等检测手段对薄膜的组织和性能进行分析。研究表明,薄膜均为非晶态结构;随着沉积压强的升高,薄膜沉积速率不断提高;随着沉积压强的升高,薄膜的ID/IG值不断下降,说明薄膜中的sp3键含量不断上升,与此同时,薄膜中的硬度和弹性模量不断提高;通过Rockwell压痕法测试膜基结合力,结果表明四组薄膜均有较高的结合力,其中沉积压强为5.0Pa的薄膜的结合力最好。     

CrN和CrN/Ag涂层的真空高温摩擦磨损性能*

为改善涂层在真空、高温等苛刻条件下的摩擦学性能,利用中频直流磁控溅射技术在硅片和316L不锈钢上沉积了CrN和CrN/Ag涂层,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层的成分及相结构进行了表征,通过划痕测试仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了涂层的力学及摩擦学性能。结果表明：添加Ag元素以后,CrN/Ag涂层硬度及承载能力有所减小,但结合强度增加;真空高温环境下CrN与CrN/Ag涂层摩擦因数随温度升高呈下降趋势,其中CrN涂层通过软化镀层减小剪切强度和阻力,从而减小摩擦因数,CrN/Ag涂层主要通过高温产生的热驱动力诱导表面Ag润滑膜的形成来减小摩擦因数;CrN涂层依靠自身剪切特性参与摩擦,而CrN/Ag涂层在真空高温下具有自润滑和持续润滑性能,作为自润滑零部件具有潜在的应用价值。     

TiN—TiN／CrN—CrN薄膜的制备及应用研究

通过采用辅助增强磁控溅射方法,研究了在硬质合金刀片上制备TiN—TiN／CrN—CrN薄膜的工艺方法。利用SEM、XRD等方法分析了Cr靶溅射电流、N2气量的变化对TiN—TiN／CrN—CrN膜的表面形貌及结构和织构影响,采用断续切削试验方法研究了TiN—TiN／CrN—CrN涂层刀片的耐磨性及抗剥落性,得出了一种TiN—TiN／CrN—CrN薄膜工业化制备方法。     

基体偏压对磁控溅射制备CrAlN薄膜摩擦学性能的影响

通过分析不同基体偏压下磁控溅射(PVD)CrAlN薄膜的结构特征、硬度规律及磨痕形貌,研究基体偏压对CrAlN薄膜的结构、硬度及摩擦磨损性能的影响。借助扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察CrAlN薄膜的表面形貌及三维形貌。采用纳米压痕仪对CrAlN薄膜的硬度进行测定。利用球盘式摩擦磨损试验机测定CrAlN薄膜的摩擦系数,并观察薄膜的磨痕形貌,分析薄膜的磨损机理。结果表明:当基体偏压低于150V时,薄膜表面颗粒的平均尺寸随偏压增大而逐渐减小;当基体偏压超过150V时,薄膜表面出现有明显的缺陷。随着基体偏压的增大,薄膜的硬度呈先升高后降低的趋势,并在基体偏压约为150V时达到最大值为27.5GPa;薄膜的摩擦系数呈先减小后增大的趋势,并在基体偏压约为150V时达到最小值0.25;磨痕呈不同程度的犁沟状,在基体偏压为150V时磨痕形貌平整且犁沟最小。当基体偏压为150V时,CrAlN薄膜的表面缺陷最小、硬度最大、摩擦系数低和综合性能最好,薄膜的磨损机理为磨粒磨损。     

工件台偏压对非平衡磁控溅射沉积MoS_2-Ti薄膜的结构与性能影响

采用非平衡磁控溅射技术制备MoS2-Ti薄膜,研究工件台偏压对薄膜结构和性能的影响。利用XRF和XRD分析薄膜的成分和晶相结构,用CSM薄膜综合性能测试仪测试薄膜的厚度、硬度以及膜与基体的结合力,采用球-盘摩擦磨损试验机评价薄膜在真空环境下的摩擦学性能。结果表明:MoS2-Ti薄膜具有明显的(002)优势取向,薄膜中S、Mo原子比及膜厚随偏压的增加而减小,薄膜硬度及膜-基体附着力随偏压的增加而增大,薄膜在真空环境中的平均摩擦因数为0.02,受偏压影响不明显,薄膜寿命受偏压影响明显,当偏压在-100 V内变化时薄膜具有较长的寿命且随偏压的增加而增长,偏压继续增大薄膜耐磨寿命下降明显,当偏压为-200 V时薄膜不具备润滑性能。     

工艺参数对直流磁控溅射法制备氧化铝薄膜的试验研究北大核心

采用直流磁控溅射法在载玻片和不锈钢基底上制备某设计要求的氧化铝薄膜,首先采用单因素法分别分析溅射功率、氧气流量、工作压强、负偏压及本底真空度等制备参数对薄膜沉积速率的影响;在此基础上设计正交试验,研究优化范围内溅射功率、氧气流量、工作压强对沉积速率的影响,并进行极差与方差分析。结果表明,在一定工艺参数范围内,随着溅射功率的增加,薄膜的沉积速率不断增大;氧气流量增加时薄膜的沉积速率不断下降;随着工作压强的增大,薄膜的沉积速率先增大后减小,在1.0 Pa时达到最大速率;加载的负偏压增加时,薄膜的沉积速率不断降低;本底真空度提高时薄膜的沉积速率不断增大;通过使用XRD衍射仪对制备的薄膜进行物相检测,研究结果表明,常温下不同氧气流量制备的氧化铝薄膜均为非晶态;获取了制备所需薄膜的较优的制备工艺。     

W掺杂对CrAlN薄膜微观结构及力学性能的影响

通过改变W靶电流,采用磁控溅射技术在M2工具钢表面制备不同W含量的CrAlWN薄膜,利用SEM、EDS、XRD、纳米压痕仪和摩擦磨损试验仪研究了不同W含量的CrAlWN梯度薄膜的微观结构、膜/基结合力、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:CrAlN和CrAlWN薄膜的表面呈颗粒状,W的掺杂未改变CrAlN薄膜原有的晶体结构;随着W的掺杂和含量提高,CrAlN薄膜的力学性能和摩擦性能均有显著提高。     

基体偏压对Cr/DLC薄膜结构及力学性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射方法在不同基体偏压下的钢基体上沉积含Cr过渡层的DLC薄膜.利用原子力显微镜、场发射扫描电镜、Raman光谱、动态超显微硬度计和划痕仪对薄膜的表面形貌、截面形貌、结构成分、力学性能进行表征.结果表明:随着基体偏压的增大,薄膜表面更加平整,表面粗糙度减小;不同基体偏压下制备的DLC薄膜与基体结合良好...