动态偏压与真空度对真空电弧沉积Ti—N涂层组织与性能的影响

采用动态偏压和真空度控制方法,用真空电弧沉积技术制备Ti-N涂层,研究了动态参数条件对膜层组织与性能的影响。结果表明,动态参数控制下沉积的膜层形态表现为层状分布特征,膜层具有较高的致密性和高的显微硬度,以及良好的耐磨性能。在低偏压或较低真空度沉积阶段,膜层组织主要为Ti2N和TiN相,而在高偏压高真空度沉积阶段膜层组织主要是Ti2N相。     

用阴极电弧离子镀法制备的高速切削加工领域用Al—Ti—Si—N涂层的结构与性能

用阴极电弧离子镀法在WC-Co基体上沉积了Al/Ti／Si比不同的Al-T-Si-N涂层。利用带有能谱仪（EDS）的透射电子显微镜研究了涂层局部区域的显微结构和成分。该涂膜似乎具有与（Al,Ti)N涂膜相同的柱状结构，但其柱状体的尺寸较小。研究了涂膜的晶体结构、硬度和抗氧化性，与（Al,Ti)N涂膜相比，立方B1型晶体结构的Al-Ti-Si-N涂膜具有较高的硬度。同时，Al-Ti-Si-N涂膜在高达1100℃的高温下于空气中的抗氧化性也得到明显改善。评价了（Al,Ti,Si）N涂层硬质合金立铣刀的切削性能，并在以较高的切削速度加工淬硬钢时显示出明显优异的使用性能。除了涂膜性能之外，还讨论了磨损机理和切削特性。     

真空电弧沉积钛

德、法、俄、以四国学者采用真空电弧镀,在硅酸盐玻璃上沉积钛,并研究了镀层的主要特性,对沉积速率、粗糙度等沉积参数作了定量分析． 实验中,钛沉积在４５０ｍｍ×４７０ｍｍ×４ｍｍ的硅酸盐玻璃上．玻璃板水平位于阴极的中央,与阴极靶面的垂直距离为５０ｍｍ,阴极直径为１８０ｍｍ．沉积前在玻璃表面上画一些网格,以便沉积完毕后通过网格的节点确定其厚度．沉积过程中,真空电弧源电压保持在Ｕ＝２２Ｖ不变,电流变化为Ｉ＝１１０Ａ,１４０Ａ１６０Ａ,１７５Ａ和２２０Ａ基片不加偏压,所有样品沉积时间都一样,ｔ＝４２０ｓ（…     

热处理对Ti—13Nb—13Zr合金显微组织的影响

Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金具有低模量、高生物相容性、耐蚀、抗磨等特性。经 7次非自耗电弧熔炼制备了 Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金的饼坯 ,化学成分如表 1所示。表 1　 Ti- 13Nb- 13Zr合金饼材的化学成分元素 O N C Fe Zr Nb Ti含量 /% 0 .130 .0 0 70 .0 180 .0 813.713.6余量　　该合金的 β转变温度是 375℃ ,将饼坯在 6 80℃ ,α+ β相区热轧成 4 mm厚板 ,切取试样 ,然后进行热处理。采用光学显微镜、扫描电镜和 X射线衍射等观察了组织 ,并测定了显微硬度。不同热处理条件下 Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金的相组成、晶格常数、显微硬度见表 2。X…     

电弧离子镀(Ti,Cr)N涂层的制备与性能研究

采用电弧离子镀膜机,通过调节Ti靶和Cr靶的阴极弧电流,在W6Mo5Cr4V2高速钢基体上制备了（Ti1-x Crx）N涂层,并对其组织结构和性能进行了研究。结果表明,该涂层具有较高的显微硬度,而且随Cr含量的增加,硬度值先增大后减小;涂层具有较高的膜基结合力;Cr的引入不仅有利于提高膜基结合力,对（Ti,Cr）N涂层的抗氧化性也有好处,在700℃时具有很好的抗氧化性。     

NiCrWTi合金涂层的真空电弧离子镀研究

介绍了研制的新型NiCrWTi合金涂层，分析了NiCrWTi合金涂层常规工艺性能。结果表明，涂层的质量稳定，组织结构致密，结合强度高，耐腐蚀性能好，采用真空电弧离子镀技术沉积NiCrWTi合金涂层，为沉积多元合金涂层品种的多元化提供了一条新的有效途径。     

(Ti,Al)N单层和TiN/(Ti,Al)N复合涂层的切削性能研究

借助EDX、SEM、强度测试和切削实验研究了采用磁控溅射在硬质合金基体上沉积的(Ti,Al)N单层和TiN/(Ti,Al)N复合涂层的切削性能。研究表明,两种涂层均与基体结合紧密;TiN/(Ti,Al)N复合涂层则表现出更好的切削性能。     

等离子体化学气相沉积Ti—N—C膜的研究

用XPS,AES,XRD,SEM及显微硬度计分析和测试了不同成分的等离子体化学气相沉积(PCVD)Ti—N—C膜,并与PCVD一TiN膜比较。认为:Ti—N—C膜优异的耐磨性可归因于高显微硬度及致密的结构。AES及XPS分析结果表明,Ti—N—C与TiN膜表面吸附的氧原子价态不同,其决定因素是膜晶格中是否有足够的碳原子存在。氧吸附态的不同可能导致不同的磨损失效方式。     

Ti—Al—W—Zr系合金的相转变和机械性能的关系

研究了两类四元系Ｔｉ－Ａｌ－Ｗ－Ｚｒ合金，一类是含钨量（６％）和含锆量（３％）不变，而铝浓度可变（０～２０％）；二类是锆含量（３％）和铝含量（６％）不变，而钨含量改变（０～２０％）． 采用碘化钛、碘化锆、Ａ９９９铝和Ｔｉ－２５％Ｗ中间合金，用非自耗电弧熔炼后再悬浮熔炼的方法制做了合金铸锭．合金锭在真空石英管中按以下制度进行热处理（均匀化）：１１５０℃、１００ｈ→１１００℃、 １２５ｈ→ １０００℃、１５０ｈ→９００℃、４００ｈ→８００℃，８００ｈ→６５０℃， ２ ５００ｈ→空气．在６００℃退火后（即…     

Ti—N多层膜的显微结构和压痕行为

研究了Ti/TiN多层膜的显微结构,横截面试样的透射电镜研究和二次离子质谱深度分析均表明,该膜具有周期变化的多层结构,即:基体/FeTi/Ti/Ti_2N/TiN/Ti_2N/Ti/Ti_2N/TiN…Ti/Ti_2N/TiN.制备了压痕试样的断口试样,并用扫描电镜进行了观察.结果表明,多层硬膜在压痕试验时发生形变,出现压痕坑,在其周围形成材料堆积.随着所加载荷的增加,形变区扩大,越过膜/基界面进入基体,引起膜内的层间开裂和在膜/基界面上形成孔洞,研究结果表明,和单层TiN相比,Ti/TiN多层膜具有较好的韧性.     

溅射参数对(Zr,Ti)N复合镀层耐蚀性的影响

用真空磁控溅射技术,在Q235钢的基底上沉积(Zr,Ti)N复合镀层,改变溅射工艺参数(温度、Ar/N_2流量比、基体偏压)制成8个镀层耐蚀性对比试样,用PS-268A型电化学测试仪,在3.5%的NaCl电解质溶液中腐蚀30～60 min,用极化曲线和Tafel直线外推法,确定各试样的耐蚀性的差异。结果表明,溅射工艺参数对镀层的耐蚀性影响较大。从耐蚀性方面考虑,推荐工艺参数为:溅射温度350℃,Ar/N_2流量比60/30(SCCM),基体偏压120V。     

Ti—Zr—Cr—V合金的储氢性能及其改进方法

目前,人们正在致力于改善一些合金的储氢能力,储氢合金“Laves相体心立方晶格固溶合金”比传统的金属间化合物能吸收更多的氢。韩国与日本的科研人员发现Ti-V基合金,其吸氢量很大。通过研究Ti0.33Cr0.47V0.20、Ti0.27Cr0.36V0.37和Ti0.20Cr0.25V0.55 三种合金,发现以锆部分代钛的良好效果,分别添加数量为5at%、10at%和15at%的锆,产生下列9种合金：样品成 分B-1B-2B-3B-4B-5B-6B-7B-8B-9Ti0.28Zr0.05Cr0.47V0.20Ti0.23Zr0.10Cr0.47V0.20Ti0.18Zr0.15Cr0.47V0.20Ti0.22Zr0.05Cr0.36V0.37Ti0.17Zr0.10Cr0.36V0.37Ti0.12…     

Ti—Al—N薄膜的性能及应用

利用多弧离子沉积技术在W18Cr4V高速钢表面沉积（Ti,Al）薄膜,实验结果表明（Ti,Al）N薄膜的硬度和抗氧化性能明显优于TiN薄膜,（Ti,Al）N膜层刀具的寿命大大高于TiN膜层刀具。     

电弧离子镀TiAlCrN多元涂层的性能研究

利用电弧离子镀技术采用Ti0.5Al0.5合金靶和纯Cr靶在钛合金TCll基片上制备了TiAlCrN多元涂层.用扫描电镜、X射线衍射仪、高分辨率透射电镜(HRTEM)分析了涂层表面、断面形貌、物相结构及微观结构.测试了涂层的显微硬度,研究了钛合金镀膜样品的耐磨性.试验结果表明,TiAlN涂层添加Cr元素后表现出较强的(220)择优取向,形成(Ti,Al)N和(Ti,Cr)N混合物相结构.透射电镜分析表明,该涂层晶粒细小,取向比较复杂,结构呈混晶排列.TiAlCrN涂层在大气环境中700℃氧化100 h后,涂层保持完整,主要以氮化物的形态存在,对TC11钛合金基体有良好的保护作用.室温干磨损试验表明,TiAlCrN涂层在强度较弱的区域出现片状剥落,且EDS分析表明,磨损过程存在部分氧化磨损的特征.     

空心阴极辅助多弧镀(Ti,Al)N涂层物相组成及性能

采用空心阴极离子束辅助多弧离子镀技术,通过变换靶材中Ti-Al比例(Al含量分别为30 at%、50 at%和70 at%)沉积了(Ti,Al)N涂层。利用XRD、激光共聚焦显微镜、材料表面微纳米力学测试系统等检测了涂层的质量和性能。研究了涂层的相组成、表面粗糙度、摩擦系数和硬度、以及涂层的耐高温性能等随靶材成分比例改变而变化的规律。结果表明,当靶材中Al含量为50 at%时,沉积层相组成以Ti_(1-x)Al_xN为主,涂层粗糙度和摩擦系数最小,分别为0.3188和0.6074,而硬度值最高,为34.19 GPa;加热温度低于800℃时涂层物相组成没有发生明显变化,900℃时涂层产生开裂基体被氧化;空心阴极离子束辅助沉积时能够形成"混合界面",并减轻涂层表面"大颗粒"现象。     

Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜对1Cr17Ni2不锈钢疲劳性能的影响

采用真空阴极电弧沉积技术在1Cr17Ni2马氏体型不锈钢表面沉积Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜。研究对比了在室温下膜层试样与基体试样的旋转弯曲疲劳强度、疲劳寿命和疲劳断裂机理。结果表明:在不锈钢基体上沉积厚度为11.7μm,硬度为3 220HV0.025,膜/基结合力为56N的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜后,其疲劳性能显著提高,膜层试样较基体试样的疲劳极限提高了约11.2%,当应力水平在540～650 MPa变化时,疲劳寿命增量变化范围为108%～246%;裂纹均起源于表面,在低应力水平下只有一个裂纹源,而高应力水平下有多个裂纹源;疲劳性能的提高主要是由于膜层能够弥补基体表面一定的缺陷,同时软硬交替的膜层结构有较强的抗裂纹扩展能力。     

Ti—2Al—2.5Zr合金管,板材织构研究

利用Ｘ射线衍射极图测量技术,研究了Ｔｉ－２Ａｌ－２．５Ｚｒ合金轧制、拉拔管材的退火织构,并与轧制板材的织构进行了对比分析,结果表明：轧制管材环向主织构由棱锥织构｛１０１５｝和基面积构（０００１）等组成：而轴向主织构则包括棱柱织构｛１０１０｝和｛１１２０｝等棱锥织构;拉拔管材退只构类型与轧制管材相似,但其主织构盛会中度与轧制管材相比则发生较大变化;冷轧板材的退火织构随温度升高而发生转变。     

液相脉冲放电制备Ti(C,N)多元陶瓷涂层

TiN类涂层目前主要采用物理气相沉积方法进行制备,本文提出了一种TiN类涂层的低成本制备方法,该方法将Ti块体材料作为工具电极置入乙醇胺液相介质中,通过液相脉冲放电涂层技术在45钢表面制备出Ti(C,N)陶瓷多元涂层。对涂层组织形貌、物相结构等进行了分析。结果表明,所制备的陶瓷涂层厚度约为20μm,主要物相为Ti(C0.3,N0.7);涂层表面显微硬度可达1 780HV以上,涂层表面有不规则的放射状突起边缘。透射电镜分析结果表明,涂层晶粒尺寸均匀细小,选区花样谱图揭示了涂层等轴晶粒具有晶体学上的随机取向,晶体结构为面心立方。     

快速凝固Al—Zr—Ti合金的组织结构

利用透射电子显微镜研究了快速凝固Al-4Zr-2Ti(原子百分比）合金的组织结构。结果表明：快凝合金的显微硬度与其显微组织密切相关,快凝合金急冷态组织显示出单一相-过饱和Al基固溶体,此时显微硬度为220HV,快凝合金经420℃退火4h ,具有立方结构的亚稳相L12-Al3(Zr、Ti)析出,此时显微硬度达到峰值260HV,而经420℃退火20h,则L12相转为为DO23相,同时,显微硬度下降到150Hv。     

用真空反应溅射CBC靶获得的Ti—Al—B—N涂层

采用硬质薄膜涂层只有在该涂层的机械、物理和化学性能达到严格的要求后才有可能。近来，合成并研究了Ti-B-N，Ti-Si-N ，Ti-Al-N这些新的三组元涂层组分，以及Ti-Al-C-N，Ti-Si-C-N和Ti-B-Si-N的四组元薄膜成分。这些涂层的使用特性之所以高是由于若干因素的组合达到的。如雏晶的尺寸小，分界面的体积份额大，存在微观应力和宏观应力，在嵌入相内非金属元素的相互溶解度增大。在对Ti-Si-C-N和Ti-B-Si-N系纳米晶涂层研究的基础上，研究了颇具前景的Ti-B-N系涂层，即研究了不大浓度的铝与不同沉积涂层参数结合的影响问题，并进…