氮化钛硬质薄膜的制备和性能分析

研究热阴极离子镀设备制备TiN薄膜膜层的主要性能。采用自主研发的XH-830型热阴极离子镀膜机,在硬质合金ZK1基体上制备TiN薄膜;利用X射线衍射仪,自动划痕仪,显微硬度计和扫描电镜对薄膜进行了结构分析和性能检测。采用XH-830镀膜机能制备单一的TiN薄膜,膜层晶体为细小的柱状晶,膜-基结合力能达到81N,TiN硬度达到2240HV以上,经切削试验证明,能提高被镀刀片寿命30％。     

活塞环表面离子镀硬质膜的摩擦学性能研究

为了改善发动机活塞环的摩擦学性能和提高其使用寿命,采用离子镀技术在活塞环表面制备了CrN硬质膜,并利用SRV摩擦磨损试验机考察了硬质膜的摩擦学特性,研究结果表明离子镀硬质膜的摩擦系数基本与镀铬层一致,但磨损量远低于镀铬层的磨损量,与两种涂层活塞环配副的缸套试样的磨损量基本相当。     

直流偏压对CrN薄膜结构和性能的影响

采用电弧离子镀技术在高速钢表面制备CrN薄膜,研究直流偏压对CrN薄膜结构和性能的影响.利用冷场发射扫描电镜和X射线衍射仪对薄膜的表面形貌和微观结构进行分析,利用球坑仪、显微硬度计以及多功能材料表面性能试验仪等,对薄膜的厚度、硬度以及结合力进行研究.结果表明,在不同直流偏压下,薄膜均由CrN相组成.当直流偏压从-60 ...     

TiN、CrN的环境摩擦磨损对比研究

采用直流叠加脉冲偏压电弧离子镀技术在45钢表面沉积了TiN、CrN薄膜。用显微硬度计测试了薄膜的硬度,用划痕仪测量了薄膜的膜基结合力,用球-盘式摩擦磨损试验机评价了不同介质条件下（干摩擦、水润滑、油润滑）TiN、CrN薄膜的摩擦学特性,用表面轮廓仪测试了薄膜磨痕处的磨损轮廓,用扫描电镜（SEM）观察了薄膜磨痕形貌。结果表明,相对于干摩擦条件下,在水润滑和油润滑条件下TiN和CrN薄膜的摩擦因数和磨痕深度都有所降低。在相同的介质条件下,CrN薄膜的摩擦因数和磨痕深度始终小于TiN薄膜。     

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。     

模具钢表面多弧离子镀CrAlN涂层的制备及其摩擦性能研究

为了改善模具钢表面质量,采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面沉积CrAlN薄膜,探讨H13钢基体表面渗氮处理后对薄膜表面形貌、硬度、结合力、抗氧化性和摩擦磨损性能的影响。结果表明：基体表面渗氮处理前后制备的CrAlN涂层表面均匀致密,都有少量的大颗粒,涂层表面均呈CrN（200）面择优取向,而渗氮后制备的涂层CrN（200）面择优取向更强;基体H13钢经过表面渗氮后,硬度显著提高,对制备的涂层具有支撑作用,降低了裂纹产生倾向,提高了涂层产生裂纹的临界载荷,提高了涂层的膜基结合力;相较于基体表面未渗氮处理制备的CrAlN涂层,基体表面渗氮后制备的CrAlN涂层具有更高的硬度和结合力,更为优异的摩擦磨损性能,且抗高温氧化性能显著增强。     

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...     

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。     

离子束辅助真空电弧沉积Zr-Ni-N薄膜的研究

采用多弧离子镀技术在高速钢和单晶硅基体上制备Zr-Ni-N复合薄膜,研究了低能氮离子束对Zr-Ni-N涂层结构、表面形貌和硬度的影响。研究表明:用低能氮离子束辅助真空电弧沉积Zr-Ni-N膜,ZrN结构在(111)晶面出现一定的择优取向,并对Zr-Ni-N膜层有一定的强化作用,膜层表现出较高的显微硬度。     

多弧离子镀技术在钟表行业的应用

本文对多弧离子镀技术的原理与工艺作了简述,结合钟表生产实际,研究了TiN薄膜的性能。通过多种测试实例,分析了影响膜层质量的因素,显示了多弧离子镀技术在装饰膜方面有很好的发展前景。     

Ti_2AlN薄膜的制备及性能表征

三元氮化物Ti_2AlN因其优良的性能而广泛被科研工作者所关注,但对Ti_2AlN薄膜材料的制备及性能研究较少。采用多弧离子镀技术和真空退火工艺制备Ti_2AlN薄膜,同时对薄膜的耐腐蚀性和高温抗氧化性进行测试及机理分析。试验结果及分析表明:在优化制备工艺下可以制备出耐腐蚀性和抗高温氧化性较好的Ti_2AlN薄膜,与TiN薄膜进行耐腐蚀性能对比,发现Ti_2AlN薄膜具有更加优良的耐腐蚀性能;与TiN薄膜抗高温氧化温度极限值550℃相比,Ti_2AlN薄膜在800℃高温时仍具有明显的抗氧化性能,Ti_2AlN薄膜在高温时表面生成具有致密连续性的Al_2O_3氧化物,使其具有优于TiN薄膜的抗氧化性能,当超过800℃时,基体和氧化层之间产生较大应力差而导致氧化层的脱落和剥离。采用多弧离子镀技术和真空退火工艺可制备出耐腐蚀性和高温抗氧化性优良的Ti_2AlN薄膜,可为Ti_2AlN薄膜的研究提供理论支撑。     

薄膜涂层摩擦学性能的灰色分析与预测

运用灰色系统理论，采用GM(1，1)直接建模预测法，对离子镀(Ti，Cr)N、TiN、CrN膜层的摩擦学性能进行了分析和预测。结果表明，对膜层摩擦学性能采用灰色理论进行分析与预测，可预测不同影响因素下膜层的摩擦系数和磨损率，其误差较小；能为膜层设计和工程实际使用提供指导依据。     

沉积参数对磁控溅射CrN_x膜结构和性能的影响

本文采用非平衡直流磁控溅射方法制备CrN_x薄膜,研究沉积参数对膜结构和性能的影响。结果表明沉积过程中增加N_2的分压,薄膜的组成由Cr_2N相转变成CrN相,膜的表面形貌也由胞状转化为正四面体。增加样品台的负偏压,沉积膜层更加致密,表面更加平坦。     

α-C:H膜系与氮化物膜系的结构性能比较及机理分析

采用非平衡磁控溅射与阳极离子束技术制备Cr/α-C:H膜系,同时采用多弧离子镀技术分别制备Cr/CrNx与Ti/TiNx膜系,膜层厚度均为2μm。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、Raman光谱、X射线衍射仪分析三种薄膜的微观结构和表面形貌;采用WS-2005型附着力划痕仪测试三种膜系与SKD11不锈钢基体的结合强度;采用自主研制的球磨仪测试制备在SKD11不锈钢与YG6硬质合金基体上的三种膜层耐磨性能。结果表明,利用阳极离子束技术制备的α-C:H膜是一种非晶结构、表面平滑的薄膜,粗糙度值仅为5.21 nm,划痕试验临界载荷为17.8 N。而晶态的TiNx与CrNx膜层粗糙度较高,且其表面存有"熔滴",但其结合强度较高,划痕试验临界载荷达80 N以上。α-C:H膜层的耐磨性能优于TiNx,CrNx,且沉积在YG6硬质合金基体上的膜层单位磨损率均比SKD11不锈钢基体上的膜层低。     

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。     

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.     

离子镀钛-离子注氮复合法制备太阳光选择性吸收膜

利用离子镀钛膜后在60 kV 50 kV 40 kV 30 kV 20 kV 10 kV六级氮离子注入的复合方法在铝表面制备出了渐变型太阳光选择性吸收膜层;对制备的膜进行了反射率测量,并由此计算了太阳光谱吸收率;同时测量了膜的热发射率;用扫描电镜观察了膜表面形貌,用XPS光电子能谱仪对膜层进行了表层分析,并用俄歇能谱仪分析了元素纵向分布.结果表明:氮离子六级注入后膜的太阳光吸收率高达99.66%,其热发射率为0.31,膜层中钛、氮和铝的相互扩散造成膜的热发射率偏大,而膜层表面生成的TiO2、TiN和碳单质等有利于减少热能的损耗;氮元素在膜层中呈梯度分布,这有利于对太阳光的吸收.     

中频对靶反应磁控溅射Al2O3、TiO2、ZrO2功能薄膜的特性研究

利用中频对靶磁控溅射技术,分别制备出厚度低于5 μm、表面光滑的TiO2、ZrO2、Al2O3 3种功能薄膜.研究了不同工艺条件下薄膜的成膜速率和表面形貌,用四探针法测量了材料的薄膜电阻,并表征了膜层材料在大气压热等离子射流急速加热条件下的抗热冲击特性.     

TX系列多弧磁控溅射多功能离子镀膜设备

该设备可在金属或非金属的表面镀制硬质增寿膜、装饰膜、合金膜或多层膜,可广泛用于刀刃、模具、钟表、首饰、灯具、建筑五金及装饰用彩色钢板、眼镜架、电子产品、医疗器械、仪器仪表等领域。该设备在真空条件下采用物理气相沉积技术,在基片上镀制氮化钛及其他薄膜。它将多弧离子镀技术、柱形靶及磁控溅射离子镀技术有机结合在一起,     

刀具表面超晶格TiN/AlN纳米多层膜的制备和研究

采用脉冲多弧离子镀技术制备TiN/AlN纳米多层膜,随着调制周期的减小,稳定态六方AlN相逐渐转变成亚稳态立方AlN相,形成以TiN/AlN超晶格结构为主的超硬薄膜。与标准图谱的对比可知,TiN/AlN超晶格是AlN在模板立方TiN材料的影响下,在TiN层上以亚稳态相立方结构外延生长所形成。试验表明TiN/AlN薄膜具有良好的耐腐蚀性能以及使用寿命。