过滤式阴极电弧沉积类金刚石薄膜的性能分析

成功地研制了一套过滤式阴极电弧沉积设备,并利用该设备成功获得了类金刚石薄膜。类金刚石薄膜的扫描电镜分析表明：获得的薄膜在硅基片上是光滑和致密的,在Ｔｉ合金基片上有裂纹,高速钢基片上有微孔。原子力显微镜分析表明：膜层的表面粗糙度与沉积参数密切相关。喇曼光谱研究表明,这种薄膜是典型的无氢类金刚石薄膜,喇曼光谱的高斯分解表明：随着偏压的变化,Ｄ线和Ｇ线的位置μＤ、μＧ向低频移动,半高宽σＤ减小。     

网状阴极法在碳钢表面沉积钽薄膜

介绍了一种新型的在钢铁基体上制备钽薄膜的方法. 该方法用网状钽片作阴极, 它既是放电气体的离解源, 又是沉积钽膜的钽离子供给源, 其设备简单、价格低廉. 实验中发现, 在各个参数配比合适的条件下, 可制备出结构为bcc(体心立方)和tetragonal(四方晶系)的钽薄膜. 薄膜较致密且均匀, 与基体的结合好. 同时分析了在最佳工艺参数条件下合成钽膜的组织结构、表面和断口形貌、结合力等.     

沉积参数对Mo-Re合金基体上沉积金刚石薄膜的影响

采用热丝化学气相沉积法(HFCVD),以甲烷和氢气为反应气体,在综合性能良好的Mo-40%Re(摩尔分数)合金基体上沉积金刚石薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和显微激光拉曼光谱仪(Raman)分别对金刚石薄膜相组成、表面形貌、晶粒大小和质量等进行检测分析,研究CVD沉积参数,如基体温度(θs)、碳源浓度(R,Cn4的体积分数)和沉积压强(p),对金刚石形核、生长和金刚石成膜的影响.结果表明在合适的基体预处理条件下,当θs=750℃,R=-3%,p=3.5kPa时,薄膜平均线生长速率高达1μm/h,得到的金刚石膜完整致密,晶粒大小均匀,纯度较高,具有明显的(111)织构.     

稀土镧对电镀金刚石工具性能的影响

以普通亮镍镀液为基础,分别制备亮镍和镍镧镀层表面及截面试样,用显微硬度计观察表面、断面组织并测定硬度,随着镧含量的增加,镀层硬度发生变化,当LaC l3.7H2O达到5 g/L时,镀层硬度最高为475HV,比亮镍镀层高77HV。在万能外圆磨床上进行内圆磨削试验,计算金刚石工具的磨削比,比较了稀土改善亮镍镀层的能力,添加镧的亮镍镀层工具胎体耐磨性提高,因此工具的使用效率得到提高。研究结果表明,在镀液中添加稀土可以提高亮镍镀层的硬度和金刚石工具的磨削比。     

阴极悬挂方式对电沉积金刚石-镍复合膜品质的影响

给出了阴极悬挂方式对金刚石-镍复合膜电沉积结果的影响,指出:当阴极完全竖直悬挂时,复合膜中无金刚石颗粒沉积;而将阴极上部远离阳极倾斜悬挂时,则可得到有金刚石颗粒分布的复合膜.阴极倾角越大,复合膜中金刚石颗粒含量越高.倾角为45°时,复合膜中金刚石颗粒含量最高而且分布均匀.阴极悬挂方位对沉积复合膜的厚度均匀性有很大影响,电镀过程中阴极沿其自身平面平均间歇旋转90°后继续电镀,可以得到厚度均匀的复合膜.另外,采用扫描电镜(SEM)检测了复合膜中金刚石颗粒的含量和分布情况,采用数显电子测微仪测量复合膜的厚度,并对检测结果作了简要分析.     

超声波对电镀金刚石工具制备过程的影响

应用超声波制备了镀层和电镀金刚石工具，测试镀层硬度和金刚石工具的上砂密度，研究结果表明：当电流密度一定时，金刚石工具镀层硬度随超声波功率增强而增加。在金刚石工具制备过程，超声波不适用上砂的全过程。只要金刚石磨粒埋入镀层厚度合适，超声波可以用于金刚石工具的加厚过程，提高工具的制备效率。     

TiC中间过渡层对硬质合金表面沉积（类）金刚石的影响

采用ＣＨ＿４－Ｈ＿２－Ｏ＿２微波等离子体化学气相沉积法在硬质合金表面沉积金刚石薄膜，研究了ＴｉＣ中间过渡层对金刚石薄膜沉积效果的作用及粘结机理。结果表明在相同沉积条件下ＴｉＣ中间过渡层可以显著提高硬质合金表面沉积金刚石薄膜的生长速率，而且还可提高金刚石薄膜与基体的结合力。     

纳米TiC浓度对双脉冲电沉积Ni-TiC复合镀层结构及性能的影响

研究了镀液中纳米TiC的添加量对双脉冲电沉积Ni-TiC复合镀层结构及性能的影响。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对镀层的表面形貌和物相进行了表征,并研究了镀层的表面粗糙度、显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明：当镀液中TiC浓度较低时,复合镀层表现为类似于纯Ni镀层的胞状沉积结构。当镀液中TiC浓度较高时,复合镀层表现为菜花状沉积结构。当纳米TiC浓度为8 g/L时,镀层表面致密性相对较高,Ni的衍射峰有明显的宽化现象。随着镀液中纳米TiC浓度的升高,复合镀层的磨损质量损失比表现为先下降后上升的趋势,当TiC浓度为8 g/L时,磨损质量损失比最小,为5.436%。当镀液中纳米TiC浓度为8 g/L时,镀层的自腐蚀电流密度最小,极化电阻值最大。结果表明双向脉冲电沉积制备Ni-TiC复合镀层镀液中最佳纳米TiC浓度为8 g/L。     

网状阴极法在碳钢表面沉积氮化钽薄膜的研究

介绍了一种在钢铁基体上制备氮化钽薄膜的新方法———网状阴极法。其设备简单、价格低廉。实验中发现 ,在工艺参数调配合适的条件下 ,可制备出结构为面心立方和密排六方结构的氮化钽薄膜。薄膜较致密且均匀 ,与基体结合良好。分析了优选工艺参数条件下合成的氮化钽膜的成分、组织、表面和断口形貌及结合力。     

化学镀铜对金刚石性能的影响

研究了化学镀Cu对金刚石性能的影响。结果表明,在金刚石表面化学镀Cu,可提高金刚石的强度,氧化温度和热稳定性,并随化学镀时间的增加,金刚石性能有增强的趋势。     

双阴极辉光离子轰击炉的研制

介绍了自行研制的“双阴极辉光离子轰击炉”的结构特点，与常规双重加热离子轰击炉相比，升温快，温度均匀，控温方便，且结构简单，节能；能进行离子渗Ｎ，离子渗Ｃ，离子Ｃ－Ｎ共渗等多种热处理工艺，具有良好的经济效益。     

中频-直流磁控溅射铝涂层微米压入特性及低温循环性能

为预防TC4钛合金紧固件与机身铝合金之间产生电偶腐蚀,采用中频-直流磁控溅射技术在钛合金表面制备铝涂层,利用SEM、EDS进行微观形貌和成分分析,采用拉伸和划痕法评价涂层结合性能,使用微米压痕法研究涂层硬度、压痕蠕变和循环力学行为,并对涂层进行低温循环性能测试。结果表明:涂层的拉伸结合强度为61.75 MPa,划痕结合力为(2.46±0.37)N,70 m N下硬度为(0.348±0.015)GPa。压痕蠕变加载时间由5 s增加到30 s,蠕变位移从87.0 nm减小至49.3 nm,保载时间由5 s增加到30 s,位移从27.8 nm增大到92.9 nm,硬度随加载及保载时间增加均下降,随循环保载时间和循环次数增加均降低。当保温时间从1 h增加到6 h,划痕形貌由耕犁状向切削状转变,边缘剥离程度加大,末端堆积增加;涂层结合力下降,硬度先升高后降低。     

镀铬金刚石在金属结合剂金刚石工具中的应用

采用双阴极等离子溅射沉积方法对金刚石颗粒表面进行镀铬处理.利用SEM、XRD对镀铬金刚石颗粒进行物相分析,使用金刚石单颗粒静压强度测定仪和人造金刚石冲击强度测定仪对金刚石进行力学性能测定.检测镀覆前后金属烧结体力学性能,并对比金刚石锯片刀头中的实际破坏形态及出刃高度的变化.结果表明,金刚石在镀层的保护下,单颗粒的力学性能得到提高.镀层实现了与基体的结合,金刚石工具的性能和寿命得到了提高.     

直流磁控溅射法在玻璃上沉积金属镍膜的研究

采用直流磁控溅射法,在玻璃基板上制备了用于显示器视窗保护玻璃的半透明镍膜,测定了不同溅射条件下所得镍膜的表面粗糙度、透过率及厚度,讨论了溅射气压、溅射功率、行车速度等对薄膜性能的影响。结果表明,薄膜的表面粗糙度随溅射功率的增加而增大,控制溅射气压、溅射功率和行车速度为一定值,可以得到透过率为50%的半透镍膜。     

等离子喷涂制备Co基TiC金属陶瓷涂层的微观形貌及耐高温腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在GH586合金表面制备了一层Co基TiC金属陶瓷涂层。研究了TiC含量对Co基TiC金属陶瓷涂层显微组织及耐高温腐蚀性能的影响。结果表明:TiC陶瓷颗粒与Co基粉体有良好的润湿性,呈现相互包裹的结构,涂层结合紧密无缺陷;TiC的加入,提高了Co基TiC金属陶瓷涂层的耐磨性,但当TiC含量过高时,团聚现象严重,导致涂层的耐高温腐蚀性能降低;TiC质量分数为10%时,TiC颗粒在涂层中分布较为均匀,此时涂层的耐高温腐蚀性能和耐磨性都较优。     

304不锈钢表面直流磁控溅射钛膜的耐蚀性

采用直流磁控溅射的方法在304不锈钢表面上制备金属钛薄膜,溅射5min后,通过扫描电镜(SEM)观察薄膜厚度为15μm。对比研究了304不锈钢镀膜前和镀膜后在FeCl3溶液中的腐蚀速率,通过显微镜观察两者在腐蚀之后的组织形貌,结果表明,通过在表面制备金属膜的方法(镀膜时间至少5min)可以有效提高304不锈钢在氯离子环境下的耐腐蚀性能。     

微粉金刚石表面镀钛对钎焊磨具性能的影响

在微粉金刚石磨具的制备过程中,金刚石热损伤和磨粒与结合剂间界面特性是影响磨具性能的主要因素。利用电铸与钎焊相结合的工艺把表面镀钛和未镀钛两种微粉金刚石磨料制备成磨具,并将其用于氧化铝陶瓷的磨削试验。通过对钎焊后金刚石磨粒与钎料的界面分析,磨削力、磨粒脱落率以及工件表面粗糙度的比较,探讨磨粒表面镀钛对钎焊微粉金刚石磨具性能的影响。结果表明,镀钛微粉金刚石表面镀层在钎焊过程中对微粉金刚石起到包裹隔离的作用,可以降低微粉金刚石的热损伤和石墨化;在利用两种钎焊微粉金刚石磨具磨削氧化铝陶瓷时,镀钛微粉金刚石磨具的磨削力较小,磨料的脱落率也较少,且工件表面粗糙度值更低。综合比较,磨粒表面镀钛后,可以减弱微粉金刚石的热损伤,提高磨具的磨削性能。     

磁控溅射Al-Ti合金薄膜的结构与性能变化

采用磁控溅射共沉积法制备AlTi合金薄膜,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）以及纳米压痕仪等研究了薄膜成分、薄膜结构、薄膜形貌与薄膜力学性能之间的相互关系。结果表明： 当薄膜钛(Ti)含量低于26%时,薄膜为晶态固溶体(fcc Al(Ti));钛含量为32%时,薄膜为固溶体非晶混合相;钛含量介于35%~62%时,薄膜为非晶;钛含量为73%时,薄膜为非晶固溶体混合相;钛含量高于76%时,薄膜为晶态固溶体(hcp Ti(Al));AlTi薄膜的非晶区间为32%~73%Ti。同时非晶薄膜的内部结构较晶体更为致密。非晶薄膜的硬度和模量较晶体更高。这表明共沉积法可快速研究AlTi薄膜的结构、形貌及性能随薄膜成分的变化,并获取薄膜的非晶区间。     

TC11钛合金表面电弧离子镀TiAlN涂层防护性能的研究

利用电弧离子镀技术在TC11钛合金基体上沉积TiAlN涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等方法对比分析了钛合金基体和涂层氧化前后的表面形貌、物相结构。采用X射线光电子能谱仪（XPS）对TiAlN涂层性能进行了分析,研究了基体和镀膜的耐磨性。结果表明,TiAlN涂层显著改善了钛合金的粘着磨损性及高温抗氧化性,在空气中650℃静态氧化100h后,TiAlN涂层依然保持良好的状态和抗磨损性能。     

氮氩流量比对磁控溅射CrAgCeN涂层摩擦学性能的影响

目的 研究不同氮氩流量比对磁控溅射制备CrAgCeN涂层微观组织结构和摩擦学性能的影响。方法 采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对涂层表面形貌、成分和微观组织进行分析。采用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机和白光干涉三维形貌仪,测试涂层的力学性能和摩擦学性能。结果 在给定的氮氩流量比下,CrAgCeN涂层主要有CrN、Cr₂N、Ag、AgN₃和Ce相构成,引入Ce、Ag可改变组织结构,随着氮氩流量比的增加,CrAgCeN涂层表面形貌由三角锥状转变为球状,在氮氩流量比为1.5时,涂层组织更加致密。涂层硬度和弹性模量随着氮氩流量比的增加呈现先升高后降低的趋势,在氮氩流量比为1.5时,硬度(H)和弹性模量(E)最大,分别为14.1 GPa和213.8 GPa;H/E值最高,为0.066,反映涂层具有较好的抗塑性变形能力。随着氮氩流量比的增加,摩擦因数和磨损率先减小后增大,在氮氩流量比为1.5时,涂层的摩擦因数和磨损率最小,分别为0.381和1.1×10^-6 mm³/(N·m),相比于氮氩流量比为0.6、1、3...