钛表面电弧离子镀沉积钯膜层的研究

利用电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度试验机等分析手段，对采用焊接复合式靶材，在钛表面沉积出的钯膜层进行分析研究。结果表明：钯膜层具有电弧离子镀典型特征，膜层的厚度为1,2-2μm，膜层致密。提高膜层的沉积温度使膜层与基体之间生成Ti4Pd相。膜层的表面硬度约为2GPa，在膜层与基体之间由于生成了Ti4Pd相，硬度增加到2．8GPa。     

Ti—15s／TiCp复合材料的拉伸断裂过程

用金相，ＳＥＭ和ＴＥＭ研究了ＰＴＭＰ技术制备的含１０％体积分数粒子的Ｔｉ－１５Ｓ／ＴｉＣ颗粒强化复合材料的显微组织，拉伸断口及拉断试样纵向显微组织特征，原始复合棒料是等轴晶组织，增强体ＴｉＣ粒子随机分布于基体中，增强体和基体界面连接良好，尺寸较大的ＴｉＣ粒子中有孔洞存在，有拉伸过程中，由于ＴｉＣ粒子是主要的承载体而首先断裂，粒子裂纹快速扩展到基体造成复合体快速断裂，尺寸较大的ＴｉＣ粒子中有原有孔洞     

Al箔溅射沉积Cu膜的工艺研究

为了研究溅射工艺对膜-基间结合力的影响,获得成本较低、膜-基间结合较好的表层导电薄膜电磁屏蔽材料,利用磁控溅射镀膜方法在Al箔基体上溅射沉积Cu膜,采用胶粘带拉剥法测试了膜-基间的结合力,使用扫描电子显微镜观察了Cu膜的组织和Al/Cu的界面形貌.结果表明:溅射工艺对膜-基间的结合力有着明显的影响,镀Cu前对Al箔进行反溅射和在溅射沉积过程中对工件施加负偏压都可有效地提高膜-基间的结合力.分析认为:镀Cu前反溅射可有效地去除Al箔表面的氧化膜,使Al箔表面得到净化;在磁控溅射沉积过程中对工件施加较高负偏压将产生辉光放电,使工艺转化成溅射离子镀,从而获得与基体结合良好、晶粒细小、致密的镀层.     

Y2O3涂层对Ti纤维与Ti／TiAl复合材料性能影响的研究

介绍了涂覆Ｙ２Ｏ３的Ｔｉ纤维增强γ－ＴｉＡｌ基复合材料的研究结果，分析了其界面结构和力学性能特征。试验结果表明，用物理气相沉积法（ＰＶＤ）在其表面涂覆Ｙ２Ｏ３层的Ｔｉ纤维增强ＴｉＡｌ基复合材料，不仅使ＴｉＡｌ合金的弯曲强度提高２５％，而且在同一工艺条件下使Ｔｉ纤维与ＴｉＡｌ基体间的界面反应层厚度由原来的３０μｍ减小到１４μｍ，界面有新相Ｔｉ３Ａｌ产生。     

热处理对TP-650钛基复合材料组织与性能的影响

研究了热处理条件对ＴＰ－６５０钛基复合材料组织与机械性能的影响。基体钛合金的显微组织以及ＴｉＣ粒子与基体间的界面宽度随热处理加热温度而变。ＴｉＣ粒子在热处理过程中有较好的稳定性，形态与分布没有明显改变。ＴｉＣ粒子对基体钛合金的再结晶产生重要影响，明显阻碍了晶粒聚集长大。所试验的热处理工艺对ＴＰ－６５０钛基复合材料的强度极限无显著影响，但简单退火和较低温度下的双重热处理可以获得较高的延性。     

铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀Ti—Ti涂层的组织结构

利用等离子体增强磁控溅射离子镀，先在铁基体上镀一层很薄的钛中间层，继之沉积ＴｉＮ，对膜层进行俄歇电子能谱分析和透射电镜分析，结果表明，膜与基体之间有厚约５０ｎｍ的过渡层，膜基界面处有ＦｅＴｉ相，中间层与后继膜交接处Ｔｉ２Ｎ与α－Ｔｉ有取向关系。     

TiAl＋La有序合金的室温力学性能SCIEI

研究了Ｌａ对ＴｉＡｌ合金室温力学性能的影响规律．结果发现，Ｔｉ－４８Ａｌ的强度与延性随Ｌａ含量的增加而增加，并分别在１０和０．２ａｔ－％Ｌａ含量处达到最大值，值得注意的是加Ｌａ的ＴｉＡｌ合金的最佳延性要比ＴｉＡｌ高出一倍多．经分析观察表明，Ｌａ可使ＴｉＡｌ显微组织均匀细化，并形成Ｌａ２Ｏ３粒子，降低了基体中的氧含量，是ＴｉＡｌ合金性能得到改善的原因。而过多的Ｌａ导致在ＴｉＡｌ中形成粗大的氧化物粒子和气孔，使其性能恶化．     

铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀Ti－TiN涂层的组织结构

利用等离子体增强磁控溅射离子镀（ＰＥＭＳＩＰ），先在铁基体上镀一层很薄的钛中间层，继之沉积ＴｉＮ。对膜层进行俄歇电子能谱（ＡＥＳ）分析和透射电镜（ＴＥＭ）分析。结果表明，膜与基体之间有厚约５０ｎｍ的过渡层；膜基界面处有ＦｅＴｉ相；中间层与后继膜交接处Ｔｉ２Ｎ与α－Ｔｉ有取向关系。     

TiB2颗粒增强ZA—8锌合金的显微组织与疲劳裂纹扩展行为的关系

研究了ＴｉＢ２颗粒增强ＺＡ－８锌合金复合材料和基体材料和疲劳裂纹扩展行为与显微组织，断口的关系，结果表明：所研究复合材料的抗疲劳裂纹扩展能力优于基体材料，尤其在小裂纹阶段，其原因为：增强粒子与裂纹尖端的相互作用降低了裂纹尖端的应力强度；增强粒子与基体良好的界面结合力。     

电弧离子镀TiFeCrN膜/基复合体的显微硬度研究

用电弧离子镀技术分别在硬质合金、高速钢、紫铜和铝合金这4种基体上沉积TiFeCrN膜，并对这4种膜/基复合体的显微硬度进行了研究。结果表明，Fe与Cr具有提高膜／基复合体显微硬度的作用，其提高的程度与薄膜成分、基体负偏压和基体材质有关。在硬质合金、高速钢(高载荷下)、紫铜3种基体上，随Fe、Cr总的含量的增大，显微硬度升高。在硬质合金、高速钢两种基体上，随负偏压的数值增大，显微硬度下降。在紫铜基体上，显微硬度的相对增量最大。     

COMPARISON OF SURFACE PROPERTIES OF Ti-6Al-4V COATED WITH TITANIUM NITRIDE, TiN+TiC+Ti(C,N)/DLC, TiN/DLC AND TiC/DLC FILMS BY PLASMA-BASED ION IMPLANTATION

1. IlltroductionThe high yield strength and toughness, moderate modules, low density, good corrosionresistance and exceptional biocompatibility of Ti-6Al--4V alloy have made it increasinglypopular in industrial and medical application. But the alloy does not have enough wearresistance, and so is restricted in surface, particularly tribological applications to a certain e.tent[1--2]. It has been demonstrated that plasma-based ion implalltation (PBll), anew cost-effective technique for improvi…     

类金刚石碳膜的研究进展

从类金刚石碳膜作为耐磨薄膜的角度出发，综述了近年来类金刚石碳膜(DLC)结构、沉积技术、沉积机理和性能方面的相关研究进展。介绍了DLC的相结构、过滤阴极真空弧(FCVA)、类金刚石碳膜的沉积机理及主要工艺影响因素，同时指出了存在的问题及研究发展趋势。     

Ti(C,N)复合膜和TiN/Ti(C,N)多层膜组织和显微硬度

采用非平衡反应磁控溅射的方法在Si(100)基片上沉积Ti(C,N)复合膜和不同调制周期、调制比的TiN/Ti(C,N)纳米多层薄膜。薄膜的微观结构和力学性能采用X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计进行表征。结果表明,Ti(C,N)复合膜的微观结构和力学性能与掺入C的含量有关;TiN/Ti(C,N)纳米多层膜的微观结构和力学性能与调制周期和调制比有关,其显微硬度在一定的调制周期和调制比范围内出现了超硬现象。Ti(C,N)、TiN/Ti(C,N)均为δ-NaCl面心立方结构;Ti(C,N)复合膜显微硬度提高是因为固溶强化,TiN/Ti(C,N)纳米多层膜硬度的提高主要是共格外延生长在界面处产生的交变应力场。     

类金刚石薄膜改性钛合金的扭动摩擦磨损特性

以Ti6Al4V合金、类金刚石薄膜(DLC膜)改性Ti6Al4V合金分别与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)配副,模拟颈椎间盘的轴向旋转运动,并在改装后的多自由度磨损试验机上进行扭动摩擦试验。结果表明:随着循环周次的增加,两对摩擦副均呈现出摩擦扭转力矩、摩擦耗散能、磨损量相应增大的趋势。与Ti6Al4V合金相比,DLC薄膜改性后的Ti6Al4V合金摩擦副接触界面间摩擦扭转力矩降低了51.6%、摩擦耗散能降低了48%,进入完全滑移状态的时间缩短,具有更好的耐磨性。Ti6Al4V合金的磨损机制表现为严重的磨粒磨损,经DLC薄膜改性后的钛合金的磨损形式以应力集中产生的脆性剥落为主。DLC薄膜增大了对磨副UHMWPE的磨损,UHMWPE的磨损机制是粘着磨损和磨粒磨损综合作用的结果。     

钛合金表面大气压等离子体枪制备类金刚石薄膜

在大气下,采用大气压介质阻挡放电(DBD)等离子体枪在低温下(350℃),以甲烷为单体,氩气为工作气体,在Ti6Al4V钛合金表面制备一层类金刚石薄膜(DLC),以期改善钛合金表面摩擦学性能。利用激光拉曼(Raman)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分析了所制备DLC薄膜的结构;利用扫描电子显微镜(SEM)观察DLC薄膜的表面形貌;利用划痕仪测量了DLC薄膜与基体的结合力;利用球-盘摩擦磨损实验仪对DLC薄膜的耐磨性能进行了研究。结果表明:在本实验工艺条件下沉积的类金刚石薄膜厚度约为1.0μm,薄膜均匀且致密,表面粗糙度Ra为13.23nm。类金刚石薄膜与基体结合力的临界载荷达到31.0N。DLC薄膜具有优良的减摩性,Ti6Al4V表面沉积DLC薄膜后摩擦系数为0.15,较Ti6Al4V基体的摩擦系数0.50明显减小,耐磨性能得到提高。     

钢表面离子束改性类金刚石膜层性能

离子束沉积类金刚石膜是钢表面改性的一项新技术。类金刚石改性膜层显微硬度和表面电阻率在特定轰击能量下出现峰值 ;双离子束轰击混合界面可以提高膜层显微硬度 ,并使峰值向低能量方向偏移 ,而且大大增强膜基结合强度。在大气环境中 ,改性膜层对钢的摩擦系数达到 0 0 80～ 0 1 80 ,在摩擦过程中起减摩作用。另一方面 ,类金刚石膜层显著提高钢的耐磨性 ,试验表明 ,40Cr钢表面镀膜后其磨损量是镀膜前的 1 /2 74。类金刚石膜由于使 2Cr1 3不锈钢在 3 5%NaCl溶液中的自然电位Ecorr和点蚀击穿电位Eb 增大 ,因而明显增强钢的抗点蚀能力。     

脉冲偏压对复合离子镀(Ti,Cu)N 薄膜结构与性能的影响

目的 (Ti,Cu)N薄膜是一种新型的硬质涂层材料,关于其结构和性能的研究报道还较少。研究脉冲偏压对(Ti,Cu)N薄膜结构与性能的影响规律,以丰富该研究领域的成果。方法将多弧离子镀和磁控溅射离子镀相结合构成复合离子镀技术,采用该技术在不同脉冲偏压下于高速钢基体表面制备(Ti,Cu)N薄膜。分析薄膜的微观结构,测定沉积速率及薄膜显微硬度,通过摩擦磨损实验测定薄膜的摩擦系数。结果在不同偏压下获得的(Ti,Cu)N薄膜均呈晶态,具有(200)晶面择优取向,当脉冲偏压为-300 V时,薄膜的择优程度最明显。随着脉冲偏压的增加,薄膜表面大颗粒数量减少且尺寸变小,表面质量提高;沉积速率呈现先增大、后减小的趋势,在脉冲偏压为-400 V时最大,达到25.04 nm/min;薄膜硬度也呈现先增大、后减小的趋势,在脉冲偏压为-300 V时达到最大值1571.4HV。结论脉冲偏压对复合离子镀(Ti,Cu)N薄膜的表面形貌、择优取向、沉积速率和硬度均有影响。     

奥氏体不锈钢上功能梯度SiC薄膜的制备和性能

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢基片上制备了SiC单层膜和Ti/TiN双层膜以及Ti/TiN/SiC功能梯度薄膜。采用XRD和显微硬度计对薄膜的结晶质量和硬度进行表征;用AFM和SEM对薄膜的表面和截面形貌进行了表征。结果表明:Ti/TiN双层膜在氩氮流量比为15∶15时,薄膜的结晶质量最好,硬度最高,达到15.6 GPa,最适合作为钢基SiC薄膜的缓冲层。另外,功能梯度SiC薄膜比SiC单层膜的结晶质量好;不同退火温度下功能梯度SiC薄膜的硬度高于SiC单层膜,同时功能梯度SiC薄膜的表面结晶质量也优于SiC单层膜。     

脉冲直流PCVD制备Ti（C，N）薄膜及其组织结构分析

用工业型脉冲直流等离子体化学气相沉积(PCVD)设备,针对不同混合气体CH4所占比例,在H13模具钢表面沉积了Ti(C,N)薄膜。用SEM观察薄膜断口形貌,用XRD及XPS分析薄膜相组成和价态。结果表明：一定量碳元素的加入,抑制了TiN薄膜中柱状晶的生长,并且阻止了TiN晶粒的长大。Ti(C,N)的相结构可能为TiN和TiC两相混合,但在C(或N)含量较低的膜层中,c(或N)原子也会以置换的方式存在于TiN(或TiC)单相组织中。     

掺Ti量对类金刚石薄膜机械性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术,通过改变Ti靶溅射电流,在不锈钢衬底表面沉积了不同掺Ti量的类金刚石薄膜(Ti-DLC),研究了掺Ti量对薄膜的显微硬度、弹性模量、膜/基结合强度、断裂韧性及摩擦磨损行为的影响。结果表明:DLC薄膜掺杂Ti后,硬度明显提高,且随着Ti靶溅射电流的增大,薄膜硬度先增加、后降低,Ti靶溅射电流为1.5A时,薄膜硬度最高;掺杂适量的Ti,可以明显改善DLC薄膜的膜/基结合强度和断裂韧性,并能明显降低DLC薄膜的摩擦系数。