活性钎料钎接Si3N4陶瓷的机理研究

通过钎料中常用活性材料与被钎陶瓷Ｓｉ３Ｎ４之间的物理现象和化学反应，讨论了活性材料所起的作用，即通过活性金属与Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的化学反应形成反应过渡层而结合，同时活性材料改善了钎料在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷表面的漫流性能。但因为反应产物与Ｓｉ３Ｎ４陶瓷热物理性能相差较大，故活性材料的加入量应限制在一定范围以内。用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料钎接Ｓｉ３Ｎ４／钢时，在Ｓｉ３Ｎ４／钎料过渡区生成了富ＴｉＮ层和富Ｔｉ３Ｓｉ５     

ZrO2对热压Si3N4陶瓷材料断裂韧性及显微结构的影响

研究了ＺｒＯ２对热压Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料的断裂韧性Ｋｉｃ、显微结构及结构组成的影响。结果表明，Ｚｒｏ２的含量对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的断裂韧性有显著影响，在１０ｗｔ％时出现峰值ＫＩＣ为７．８３ＭＰａ．ｍ＾１／２，提高约２１．４％，热压Ｓｉ３Ｎ４－ＺｒＯ２系统中能有效地撸制ＺｒＮ的生成。     

Si3N4—MgO—CeO2陶瓷烧结过程中MgO的自动析晶

作者首次发现了Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在烧结过程中玻璃相自动析晶这一独特现象。对于Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在１４５０℃，ＭｇＯ－ＣｅＯ２就会与Ｓｉ３Ｎ４颗粒表面ＳｉＯ２反应形成硅酸盐液相，冷却后则成为玻璃相保留在烧结体中；当烧结温度高于１５５０℃时，作者发现，ＣｅＯ２仍留在玻璃相中，但ＭｇＯ会自动析晶出来，其结果是大大减少了烧结体中严重影响其高温性能的玻璃相的含量，对于提高烧结     

碳化硅晶须增韧氮化硅瓷的冲蚀磨损研究

本文比较了几类先进结构陶瓷材料受ＳｉＣ和石英砂粒子在不同冲击角下的冲蚀磨损行为．结果表明，在两种情况下（一是以ＳｉＣ为冲蚀粒子，在小于２０°的低冲击角下；二是分别以石英砂和ＳｉＣ为冲蚀粒子，在恶劣冲击条件下，如冲击角为９０°），ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４即碳化硅晶须增韧氮化硅，具有最佳抗磨损性能．冲击角为９０°时，在ＳｉＣ粒子冲蚀下，ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４冲蚀磨损率比常规Ｓｉ３Ｎ４下降了５０％；在ＳｉＯ２粒子冲蚀下，冲蚀磨损率下降了近７０％．其它冲蚀角下其冲蚀磨损率也有不同程度降低．基于ＳＥＭ分析，发现ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４表面主要磨损破坏为薄片状剥落，并伴随着一定程度的晶须拔出和晶须桥联现象．而Ｓｉ３Ｎ４表面则表现为整体演裂．说明ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４晶须的加入使其耐冲蚀磨损性能提高的原因在于：晶须拔出和晶须桥联有效地阻止了冲蚀磨损表面裂纹的扩展和联结．硬度是陶瓷材料重要的机械性能．硬度（Ｈｒ）和断裂韧性（Ｋｌｃ）的同时改善，有助于提高陶瓷材料的抗冲蚀磨损性能．     

Si3N4—Al2O3—ZrO2系陶瓷表面氧化层组成的EPMA分析

利用ＥＰＭＡ和ＸＲＤ的分析方法，研究了Ｓｉ３Ｎ４－Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系陶瓷材料表面氧化层组成。结果表明，Ｓｉ３Ｎ４－Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２系陶瓷材料表面氧化层是由方石英相、ＺｒＳｉＯ４相和含有Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ等的ＳｉＯ２玻璃相所组成，其中ＳｉＯ２玻璃相中Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ等的含量，随着氧化时间的增加而逐渐增加。     

Si3N4陶瓷摩擦学的研究和发展

综述了近年来Ｓｉ３Ｎ４ 陶瓷摩擦学研究的发展现状,总结了在干摩擦和润滑的条件下Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的摩擦磨损性能、磨损机理以及影响其摩擦磨损性能的因素,提出了今后应重视的几个研究课题．     

2%Cl2／20%O2／Ar环境中Si3N4陶瓷的高温腐蚀

使用ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ分析和表面分析法,对２％Ｃｌ２／２０％Ｏ２／Ａｒ环境中Ｓｉ３Ｎ４陶瓷在１１５０℃和１３５０℃时的化学反应进行了研究,在１１５０℃,ＳｉＯ２层Ｃｌ２有少的渗透趋向,氧扩散穿过ＳｉＯ２层而发生反应,但在１３５０℃某些添加物和杂质,向表层和晶养扩散,且Ｃｌ２与Ｓｉ３Ｎ４的反应对腐蚀有较大影响。     

2%Cl_2/20%O_2/Ar 环境中 Si_3N_4 陶瓷的高温腐蚀(英文)

使用ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ分析和表面分析法,对２％Ｃｌ２／２０％Ｏ２／Ａｒ环境中Ｓｉ３Ｎ４陶瓷在１１５０℃和１３５０℃时的化学反应进行了研究。在１１５０℃,ＳｉＯ２层Ｃｌ２有少的渗透趋向,氧扩散穿过ＳｉＯ２层而发生反应。但在１３５０℃,某些添加物和杂质,向表层和晶养扩散,且Ｃｌ２与Ｓｉ３Ｎ４的反应对腐蚀有较大影响。     

外延双极晶体管基区表面电流的模型及应用

少数载流子在Ｓｉ－ＳｉＯ２界面的复合对双极器件的影响很大，文中通过对采用ＳｉＯ２膜和ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４双层膜一次钝化的电容和栅控外延ＮＰＮ晶体管表面电特性的研究，发现ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４一次钝化膜能减小基区表面电流，文中建立了外延双极晶体管基区表面电流随栅区（或基区表面电势）变化的理论模型，该模型成功地解释了栅控外延双极晶体管的基区表面电流随栅压变化的实验曲线，从而为器件的计算机模拟提供了更加精     

烧结氮化硅陶瓷的显微结构

通过透射电子显微分析和能谱分析，深入仔细地研究了烧结Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２陶瓷的微观结构及其性能的关系，发现当烧结温度为１８００℃时，ＭｇＯ在烧结过程中会自动析晶，烧结体的玻璃相只有铈硅酸盐而几乎没有ＭｇＯ，当烧结温度高于１８５０℃时，容易产生异常长大的二次Ｓｉ３Ｎ４晶粒，从而使烧结Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料的性能下降。并观察到了其中的亚晶粒、晶界及位错等微观结构。     

Si3N4-CrNx-Ag-NiCrNx-Si3N4复合涂层的光热特性

采用磁控溅射法在浮法玻璃基体上制备Si3N4-CrNx-Ag-NiCrNx-Si3N4复合玻璃涂层（简称：SAN Low-E玻璃）,并与浮法玻璃和传统Low-E玻璃进行比较,研究了其光热特性。结果表明：SAN Low-E玻璃能反射大量红外线,降低可见光和紫外线的透过,具有良好的隔热性能;经过700℃热处理后,其光热特性和膜结构没有变化,优于浮法玻璃和传统的Low-E玻璃。     

碳化铬-镍铬涂层对几种陶瓷的滑动摩擦磨损

在ＭＭ－２００块－环接触磨损试验机上，测定了等离子喷涂碳化铬－镍铬涂层对烧结Ａｌ２Ｏ３、热压烧结Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ和等离子喷涂ＴｉＯ２涂层等四种陶瓷材料在干摩擦条件下的滑动摩擦系数和磨损量；利用ＳＥＭ、ＥＤＡＸ和ＸＲＤ等技术，观察和分析了摩擦副材料在磨损后的形貌、物质转移和物相转变；讨论了摩擦副材料的显微结构和某些物理性能、机械性能对碳化铬－镍铬涂层摩擦磨损行为的影响，结果表明：涂层与不同陶瓷对磨，不仅其磨损量相差很大，而且其摩擦磨损机理也不相同，摩擦磨损过程中对磨材料向涂层表面的转移，有利于提高涂层的耐磨能力。配对陶瓷的显微颗粒尺寸和弹性模量愈小，导热系数愈高，则与碳化铬－镍铬涂层的配对性能愈好。     

热障涂层对活塞温度场影响的三维分析

为提高内燃机的工作效率和使用寿命,以表面涂覆热障涂层的发动机活塞为主要研究对象,综合分析热障涂层对活塞温度场的影响.建立了热障涂层活塞的三维模型,运用有限元软件对其进行了温度场分析计算,考察了不同涂层材料和涂层厚度对活塞温度场的影响情况.研究结果表明:0.4mm厚的ZrO2陶瓷涂层可使活塞的隔热效果提升约8.8%,并且隔热效果明显优于Al2O3、Si3N4和SiC;ZrO2涂层厚度每增加0.5mm,活塞金属基体顶面的最高温度下降约3.2℃,陶瓷涂层顶面的最高温度上升约8.3℃.     

Friction and wear performances of cathodic arc ion plated TiAlSiN coating under oil lubricated condition

TiAlSiN coating was deposited on H13 hot work mould steel using cathodic arc ion plating (CAIP). The surface-interface morphologies and phases of the obtained coating were analyzed using field emission scanning electron microscopy (FESEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively, and the morphologies, distributions of chemical elements and profiles of worn tracks were also researched using scanning electron microscopy (SEM), energy disperse spectroscopy (EDS), and optical microscope (OM), respectively. The friction-wear performances of TiAlSiN coating under oil lubricated and dry fiction conditions were investigated, and the wear mechanisms of TiAlSiN coating were discussed. The experimental results show that the coating is primarily composed of (Ti, Al)N, AlTiN, and TiN hard phases, Si₃N₄ exists between the (Ti, Al)N crystal grains, increasing the coating microhardness to 3200HV. The TiAlSiN coating has excellent performances of reducing friction and wear resistance, the average coefficient of friction (COF) of TiAlSiN coating under oil lubricated condition is only 0.05, lowered than the average COF of 0.211 under dry friction condition, the wear rate decreases by about 81.2% compared with that under dry friction condition. The wear mechanism of TiAlSiN coating under oil lubricated and dry friction conditions is composed of abrasive wear, fatigue wear, and abrasive wear, respectively. The internal friction of oil lubrication is a main factor of decreasing fatigue wear.     

梯度(Ti,Al)N涂层的微观结构与机械性能研究

利用电弧离子镀技术在航空发动机压气机用1Cr11Ni2W2MoV在不锈钢上沉积了（Ti,Al）N梯度涂层,X射线衍射的结果表明涂层为B1型（Nacl）单相结构,具有（220）择优取向．扫描电镜观察表明,涂层均匀致密,与基体结合良好．电子探针元素线分析和截面面分布表明,所制备的涂层是内层富TiN、外层富（Ti,Al）N的梯度涂层,试验结果表明,（Ti,Al）N梯度涂层具有良好的耐磨性等机械性能．     

304N不锈钢表面电弧喷涂复合涂层高温氧化防护机制

为了延长奥氏体不锈钢部件在高温环境下的工作寿命,采用电弧喷涂方法在304N不锈钢表面制备45CT/Al复合涂层,对复合涂层试件进行1 100℃×350 h的连续氧化实验,考察其高温氧化行为,通过研究复合涂层的微观组织变化,探索其高温防护机制.实验结果表明,复合涂层以两种方式为304N不锈钢基体提供有效的高温氧化保护.一方面保证在涂层体系中具有足够的Al、Cr元素,在涂层外表面形成以Al2O3为主的氧化物防护层,阻止氧化介质的向内侵入;此外,在复合涂层下的基体金属中形成层状分布的AlN扩散阻挡层,延缓复合涂层体系中Al、Cr抗氧化元素的质量分数减少,使复合涂层保持持久的高温氧化防护能力.     

42CrMo钢液相等离子碳氮共渗工艺研究

本文以乙醇胺、氯化钾、氯化铵的水溶液为电解液,用液相等离子电解技术对42CrMo钢进行碳氮共渗工艺进行研究。通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）、电子能谱（EDS）、对处理试样表面形貌和渗层进行观察和分析,并对渗层硬度通过显微硬度计进行测试。结果表明：利用液相等离子电解技术可以实现42CrMo钢的碳氮共渗,渗层厚度可以达到60μm,渗层硬度可以达到537 HV,基本达到基体硬度的2倍。     

PVD法制备TiN/AlTiN涂层的摩擦与磨损性能

采用物理气相沉积法在Cr12MoV钢基体上沉积TiN和AlTiN涂层,用扫描电镜、X射线衍射仪和划痕仪分析了涂层表面与界面形貌、物相和结合强度,并进行了摩擦与磨损试验。结果表明,TiN和AlTiN涂层具有较高硬度,AlTiN涂层表面粗糙度优于TiN涂层,TiN涂层表面轮廓算术平均偏差Ra为328.91nm,AlTiN表面轮廓算术平均偏差Ra为112.49nm;TiN涂层结合强度为28.85N,而AlTiN涂层结合强度为27.35N;AlTiN摩擦因数在磨合期和波动期略高于TiN涂层,在稳定期摩擦因数基本接近,维持在0.44-0.46左右;AlTiN涂层韧性比TiN涂层有一定的提高,其磨损性能优于TiN涂层。     

离子镀（Ti,Cr）N涂层的组织结构与耐蚀性能的研究

研究了离子镀（Ｔｉ,Ｃｒ）Ｎ涂层的组织结构和耐蚀性,经ＸＲＤ分析表明,（Ｔｉ,Ｃｒ）Ｎ涂层中的Ｃｒ原子部分置换ＴｉＮ晶格中的Ｔｉ原子,且部分与Ｎ反应生成ＣｒＮ,Ｃｒ２Ｎ或以单质态存在。经耐蚀性分析得知,由于Ｃｒ的加入,提高了（Ｔｉ,Ｃｒ）Ｎ涂层的致密度,同时加剧了阴极极化程度,延长了腐蚀原电池的开动过程,从而增强了涂层的耐蚀性。     

Microstructure and mechanical properties of TiAlSiN nano-composite coatings deposited by ion beam assisted deposition

TiAlSiN nano-composite coatings with Silicon contents from 4.1 to 23.9 at.% were deposited on Silicon wafers. The nanohardness, microstructure, and adhesion force of the coatings were deeply affected by Silicon contents. The TiAlSiN with 9.0 at.% Silicon has a maximum hardness of 40.9 GPa, a highest adhesion force of 67 N and a lowest friction coefficient of 0.5. Microstructures show that Silicon doping increases the hardness of coating due to solid solution hardening effect and grain boundary enhancement effect. The amorphous Si3N4 matrix, which contains(Ti,Al)N nano-crystals, is formed as the Silicon content is increased. The matrix contributes to the nano-hardness and helps to resist surface oxidization. Especially, the matrix induces low surface roughness and decreases the friction coefficient.