中频磁控溅射TiAlN薄膜的制备与性能研究

采用中频非平衡磁控溅射离子镀技术在硬质合金基体YG6上制备TiAlN薄膜。利用XRD、EDS、体式显微镜、显微硬度仪和多功能材料表面性能测试仪等对其组织结构以及性能进行了研究分析。结果表明:低Al靶功率时,膜层以TiN、TiC形式存在,TiN的择优取向面(111),显微硬度与偏压有关;高Al靶功率时,膜层主要存在Ti3AlN、AlN相,Ti3AlN相沿(220)晶面择优取向;膜层结构致密均匀,N原子与金属原子比接近1:1;膜层厚度为1.93μm;显微硬度3145HV;结合力85N。     

AZ31镁合金表面低偏压磁控溅射TiAlN薄膜的结构与耐蚀耐磨性能

针对镁合金不抗蚀、不耐磨2大问题,采用直流磁控溅射的方法,通过对基体施加偏压调控,在AZ31镁合金表面制备了TiAlN薄膜.借助XRD和SEM等方法研究了薄膜的微观结构,通过电化学工作站和销盘式摩擦磨损试验机评估了薄膜的耐腐蚀和耐磨性能.结果 表明:施加偏压后的镀膜基体结构发生很大变化,薄膜由岛状生长模式转变为层状生长...     

TiAlN硬质薄膜的制备工艺及结构性能研究进展

硬质TiAlN薄膜作为最有前途的TiN薄膜替代材料,具有比TiN薄膜更高的硬度、低摩擦因数、良好的高温稳定性和耐腐蚀性等优异性能,在石油、刀具、模具、电力、航空发动机等领域得到广泛应用。本文综述了TiAlN薄膜近年来国内外的应用及发展情况,着重阐述了TiAlN薄膜的制备方法,以及工艺参数对TiAlN薄膜性能的影响。同时对TiAlN硬质涂层的结构和性能进行了全面介绍,指出了TiAlN硬质薄膜性能优化的方法,并对TiAlN硬质薄膜的研究以及应用方向进行了展望。TiAlN硬质薄膜会随着科研人员的进一步深入研究以及应用的需求向复合化、多元化、纳米多层结构方向发展。     

多弧离子镀TiAlN薄膜的制备及其抗氧化性能

目前,关于氮氩比对TiAlN薄膜高温抗氧化性能影响的研究较少。采用多弧离子镀技术在M2高速钢上沉积TiAlN薄膜,利用SEM、XRD等方法研究氮氩流量比对薄膜组织结构、表面形貌和抗氧化性的影响。结果表明:TiAlN薄膜呈δ-TiN面心立方晶体结构;随着氮氩流量比的提高,薄膜表面熔滴数量显著下降,膜层表面更加平整光滑,相结构的择优取向发生改变,硬度先增大后趋于稳定,表面氧化物含量逐渐下降;当氮氩流量比为9∶1时,所得TiAlN薄膜在800℃氧化温度下,其表面会生成一层致密的Al_2O_3保护膜,有效阻止了薄膜被进一步氧化,具有良好的抗氧化性能。     

Ni-P-金刚石/TiAlN双层涂层的耐磨性能研究

采用化学复合镀和多弧离子镀的方法,在304不锈钢基材表面制备Ni-P-金刚石/TiAlN双层涂层,采用SEM、磨损试验机、电子天平、光学显微镜研究涂层的摩擦磨损性能,并与相同条件下制备的Ni-P、Ni-P-金刚石、TiAlN涂层进行对比。结果表明,Ni-P-金刚石/TiAlN双层涂层的摩擦系数比Ni-P-金刚石涂层略高,但明显低于Ni-P涂层和TiAlN涂层,摩擦副的质量损失最大,具有最好的抗磨损性能。     

磁过滤阴极真空弧沉积法制备TiAlN薄膜的研究

采用磁过滤阴极真空弧沉积技术在不同的真空室压强（N2流量）状态下制备TiAlN薄膜，讨论了N2流量对TiAlN薄膜各项性能的影响。并对薄膜的成分、结构和性能进行了测试。测试结果表明：获得薄膜较好，真空室压强对薄膜的厚度、摩擦系数和纳米硬度都有着重要的影响。     

多弧离子镀制备TiN/TiAlN多层薄膜性能研究

采用多弧离子镀技术选取钛靶电流分别为60A、70A、80A和基体偏压分别为-240V、-300V、-360V在高速钢基体上制备Ti N/Ti Al N多层薄膜。使用划痕仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机和马弗炉对膜层的膜基结合力、显微硬度、摩擦磨损性能和热震性能进行检测。结果表明:在钛靶电流为70A和基体偏压为-240V时膜基结合力最高,同时显微硬度也较高;在基体偏压为-300V的条件下,钛靶电流为70A时的摩擦系数最小,其耐磨性能良好;基体偏压为-240V时的抗热震性能良好。     

TiAlN和TiCrAlSiCN硬质薄膜微观结构与摩擦学性能研究

为改善H13钢的耐磨性能,本文采用工业型多弧离子镀设备在H13钢表面沉积耐磨硬质薄膜。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、维氏硬度计、摩擦磨损仪测试与分析TiAlN和TiCrAlSiCN薄膜的微观结构、硬度和摩擦学性能。低Al含量的TiAlN薄膜含面心立方结构的TiAlN固溶体和金属Ti相,TiAlN的200晶面呈择优取向;高Al含量的TiAlN薄膜为面心立方结构的TiAlN固溶体,111晶面呈择优取向。低Al含量的TiAlN薄膜硬度低(1871HV_(10 g))、高摩擦系数(0.8)和高磨损率(9.53×10~(-6)mm~3/N·m),高铝含量的TiAlN薄膜具有高硬度(3521 HV_(10 g))、摩擦系数明显下降(0.59)。TiAlN薄膜中加入Cr、Si和C元素形成的TiCrAlSiCN薄膜,其结构为纳米晶和非晶的复合结构,摩擦系数和磨损率降低是由于非晶相起减摩作用、纳米晶氮化物起耐磨作用;尤其低Si高C含量TiCrAlSiCN薄膜具有低摩擦系数(0.48)和磨损率(7.28×10~(-6)mm~3/(N·m)),高硬度(3613 HV_(10 g))。     

TiAlN/SiO2太阳能选择性吸收薄膜的制备与研究

采用直流磁控溅射法在铜基底上制备了TiAlN/SiO2选择性吸收薄膜。通过调整制备过程中的工艺参数,得到优化后的组合薄膜(铜基底),其吸收率可达0.92、发射率为0.06。在此组合膜系中,TiAlN为吸收层,SiO2为减反层。对基底为铜片的样品在550℃退火2h,其性质保持稳定,表明TiAlN/SiO2组合薄膜在高温太阳能选择性吸收领域具有一定的应用前景。     

氮氩比对模具钢表面镀TiAlN薄膜形貌和性能的影响

采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面沉积TiAlN薄膜,氮气作为反应气体,氮氩比大小严重影响膜层的形貌和性能。为探究氮氩比对TiAlN薄膜形貌和性能的影响,采用扫描电镜、硬度、结合力测试、高温氧化试验及电化学测试等方法研究了不同氮氩比对薄膜表面和截面形貌、耐腐蚀性能和抗氧化性的影响。结果表明:随着氮氩比的增加,TiAlN薄膜表面大颗粒数目逐渐减小,薄膜更加致密,孔隙率降低;当氮氩比为8∶2时,TiAlN薄膜的硬度达到最大值2 576.7 HV,膜基结合力达到最大值29.1 N,具有最佳的高温抗氧化性能;当氮氩比为9∶1时,其耐腐蚀性能达到最佳。     

多弧离子镀制备TiN/TiAlN多层薄膜表面形貌与成分研究

采用多弧离子镀技术在高速钢基体上制备了TiN/TiAlN多层薄膜,用扫描电镜及能谱仪对膜层表面形貌和成分进行了观察与分析,结果表明:随钛靶电流的增大,小液滴的尺寸不仅增大,而且形状更不规则,而无液滴处的Al/Ti原子比呈递减规律;随基体偏压的降低,小液滴有减少的趋势,但这一趋势并不明显,而无液滴采集点的Al/Ti原子比也呈递减规律;基体偏压和钛靶电流对较大尺寸的液滴的影响不大。     

TiN/TiCrN/TiCrAlN复合薄膜膜基结合力测定与分析

使用划痕仪对多弧离子镀制备的TiN/TiCrN/TiCrAlN复合薄膜进行了划痕实验,结合金相显微镜观察分析划痕表面形貌,综合判定了该复合薄膜的膜基结合力。结果表明,该薄膜的失效形式为周边剥落;单一的声信号曲线不能准确判定薄膜失效的临界载荷,需要声信号曲线与划痕形貌的综合判定。     

非平衡磁控溅射TiAlN薄膜的高温抗氧化性能研究

采用非平衡磁控溅射技术在硬质合金基体上制备了TiAlN薄膜.在400℃-800℃对试样进行氧化实验,利用XRD,SEM,精密电子天平等对TiAlN薄膜的物相、断口组织形貌以及氧化增重结果进行分析.实验结果发现,在800℃以下,TiAlN薄膜具有良好的抗高温氧化性.     

TiAlN涂层材料的制备及性能研究

采用独立靶材在YG6硬质舍金上以电弧离子镀工艺制备了TiAlN涂层，研究了钛靶弧流对涂层的微观形貌、成分和性能的影响，对TiAlN涂层的膜基结合强度及高温抗氧化性能进行了测试分析，并将TiAlN涂层的YG6硬质合金刀具与未涂层的YG6硬质合金刀具对T12工模具钢（50HRC）进行对比切削试验。结果表明：钛靶孤流为60-...     

占空比对磁控溅射TiAlN薄膜性能影响的实验研究

采用中频孪生磁控溅射技术,通过调整薄膜沉积过程中占空比大小,制备TiAlN薄膜。并对不同占空比条件下制备的TiAlN薄膜的表面形貌、膜厚、硬度与耐腐蚀性能进行测试与分析,得出占空比变化对磁控溅射TiAlN薄膜性能的影响。     

TiAlN涂层材料的制备及性能研究

采用独立靶材在YG6硬质合金上以电弧离子镀工艺制备了TiAlN涂层,研究了钛靶弧流对涂层的微观形貌、成分和性能的影响,对TiAlN涂层的膜基结合强度及高温抗氧化性能进行了测试分析,并将TiAlN涂层的YG6硬质合金刀具与未涂层的YG6硬质合金刀具对T12工模具钢(50HRC)进行对比切削试验。结果表明:钛靶弧流为60～70A时,涂层具有较理想的表面结构,膜基结合力较好,可达44N;钛靶电流对涂层中N含量的影响不大,对Al及Ti含量有较明显的影响。在干式切削条件下,TiAlN涂层刀具的使用寿命是未涂层刀具的3倍。     

金刚石薄膜制备和评价

采用平直钨丝作热解源,并借助钨丝支架的弹性恢复力,较好地解决了热丝热解化学气相沉积法(HFCVD)合成金刚石过程中热解丝的变形问题.样品独立加热,基片温度、钨丝温度、钨丝与样品基片距离均可独立调节.装置改进后,在Si(100)上合成了面积大约45mm×25mm的比较均匀的金刚石膜.用扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱和X射线衍射仪对制备的金刚石膜进行了分析.     

特氟龙薄膜的制备和改性

特氟龙近年来因其稳定的化学性质、极好的不粘连性和耐高温性,越来越多地被应用于各种领域。如何制备、涂覆和改性薄膜也成为众多研究的焦点。针对不同原材料选择不同的制备方式,根据不同的器件选择不同的涂覆方法。综述了多种成功的特氟龙薄膜涂覆方法,并比较了这些方法的优缺点,为科研工作者在后续的工作中针对特殊的应用需求选择合适的特氟龙涂覆方法提供一些参考。     

脉冲偏压对多弧离子镀TiAlN薄膜的成分和结构的影响研究

采用多弧离子镀在高速钢基底上沉积Ti Al N薄膜。利用扫描电镜(SEM)观测薄膜的表面形貌;用EDS分析薄膜表面的成分;用表面轮廓仪测试薄膜的厚度并结合沉积时间计算出沉积速率;用维氏硬度仪测量薄膜的硬度;用XRD表征薄膜的微观结构。结果表明,随着偏压峰值的增大,表面大颗粒逐渐减少,致密性逐渐变好,薄膜硬度也随之增加。沉积参数对薄膜成分有影响,偏压峰值对薄膜中Al含量有较明显的影响,而占空比则主要影响Ti含量。本文对实验结果进行了较详细的讨论和分析。