CrCN涂层在不同沉积温度下的摩擦学性能研究

利用多弧离子镀技术,在乙炔和氮气环境下,设定不同沉积温度(150℃、250℃、350℃、450℃),在316L不锈钢及单晶硅片上沉积CrCN涂层,通过XRD、XPS、SEM、纳米压痕仪和UMT-3多功能摩擦磨损试验机等涂层的微观结构、力学性能和摩擦学性能进行表征.结果表明:随着沉积温度的升高,CrCN涂层的硬度和模量呈现出递增的趋势,在沉积温度为450℃时达到最高,分别为24 GPa和354 GPa;摩擦系数和磨损率则呈现出先递减后递增的趋势,在沉积温度为350℃时达到最低,摩擦系数在大气和水环境下分别为0.38和0.23,磨损率在大气和水环境下则分别为1.717 1×10-6mm3/N·m和9.529 7×10-7mm3/N·m.同时,涂层在水环境中的摩擦系数和磨损率均低于大气环境中,说明水分子在摩擦过程中起到了较好的润滑作用.     

不同偏压下Cr/CrCN涂层在3.5%NaCl环境下的电化学及摩擦学行为

研究通过电弧离子镀方法在304L不锈钢及Si片上沉积Cr/CrCN涂层,通过改变基体偏压(30 V,60 V,90 V,120 V)来探讨涂层在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的电化学与摩擦学行为。研究结果表明:随着基体偏压的增加,涂层的硬度呈现递增的趋势,在基体偏压为120 V时达到最高,约为29 GPa;而临界载荷、韧性及耐蚀性则呈现先递增后递减的趋势,在基体偏压为90 V时达到最佳;当基体偏压由30 V上升到90 V时,涂层在3.5%NaCl溶液中的摩擦系数和磨损率分别由0.34和1.78×10~(-6)mm~3/Nm下降为0.21和7.8×10~(-7)mm~3/Nm,当基体偏压进一步上升时,涂层的摩擦磨损性能则开始下降。基体偏压对Cr/CrCN涂层在3.5%NaCl中的电化学与摩擦学行为有着重要影响,基体偏压为90 V时涂层的防腐耐磨性能最为优异。     

316L不锈钢表面沉积CrCN薄膜的结构及性能研究

利用多弧离子镀技术在316L不锈钢和单晶硅上沉积CrCN薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪、273A电化学工作站和多功能摩擦磨损试验机等对316L不锈钢及CrCN薄膜的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能和摩擦学性能进行表征.结果表明:在316L不锈钢上沉积CrCN薄膜后,硬度从4 GPa提高到22 GPa,H/E和H3/E2分别从0.022和0.002 GPa提高到0.071和0.11 GPa;阳极腐蚀电位从-0.21 V上升到-0.19 V;在大气,去离子水,海水环境下的摩擦系数及磨损率均显著降低,表现出较优异的综合性能.     

利用钛过渡层及掺钼改善声表面波器件用铝薄膜的微结构与性能

纯铝薄膜以其低声阻抗特性被广泛应用于声表面波（SAW）器件的制作。随着通讯频率的不断提高，对SAW器件用Al薄膜的功率承受力以及与基体的附着力提出了越来越高的要求。采用少量易于反应离子刻蚀的Mo元素掺杂来改善Al合金的抗电迁移和功率承受力，并以数纳米的Ti过渡层增强Ao-Mo合金薄膜的取向性。结果表明：Ti／Al-Mo薄膜表现出强（111）织构，与纯Al薄膜相比，晶粒明显细化且致密均匀，临界载荷大大增加，与基体的附着力显著增强，并具有良好的刻蚀性能。     

NiCr过渡层对高速火焰喷涂WC-Co涂层摩擦磨损性能及疲劳磨损性能的影响

WC-Co涂层作为一种性能优异的涂层,逐渐被应用于轧辊的表面防护,目前大量实验研究的有热喷涂、激光熔覆制备WC-Co涂层。本文提出用高速火焰喷涂(HVOF)在常用轧辊材料Q235钢表面制备WC-Co涂层,同时在WC-Co涂层和基体之间加入NiCr过渡层。利用SEM、XRD、摩擦磨损测试、疲劳磨损测试等测试方法,对涂层形貌结构以及各项性能与无过渡层涂层进行对比研究。结果表明,加入NiCr过渡层后,WC-12Co+NiCr、WC-10Co-4Cr+NiCr涂层硬度分别为1059.64 HV_0.3、1016.96 HV_0.3,比WC-12Co涂层(960.01 HV_0.3)、WC-10Co-4Cr涂层(1012.20 HV_0.3)更高。WC-12Co+NiCr涂层的磨损率(5.19×10^-15 m³·(N·m)^-1)远低于WC-12Co涂层(6.59×10^-15 m³·(N·m)^-1     

复合软质过渡层对钛纤维增强Ti—Al基复合材料性能的影响

研究了复合软质过渡层对钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料界面和性能的影响。结果表明，在增强体与基体间增加复合软质过渡层Ｙ２Ｏ３－Ｃｒ等的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料，其界面有Ｔｉ３Ａｌ、Ｔｉ２Ａｌ、Ｔｉ２Ｃｕ及β相产生，界面结合完整。复合界面的弯曲强度达７０９ＭＰａ，较涂覆单一Ｙ２Ｏ３的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料提高２６％，弯曲挠度提高较小。增加复合软质过渡层有利于钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料     

含过渡金属氮化物的纳米多层薄膜增韧的研究进展

过渡金属氮化物(transition metal nitrides,TMNs)因具有硬度高、热稳定性好等特点,被作为一种硬质纳米多层薄膜在工程领域得到广泛使用.但TMNs低的韧性限制了其作为纳米多层薄膜在先进制造领域的发展.如何在保持高硬度的前提下增加薄膜的韧性,成为超硬薄膜面临的新挑战.综述了TMNs纳米多层薄膜的增...     

磁控溅射工艺参数对TiAlN薄膜结构和性能影响规律研究

采用XRD、SEM、纳米压痕仪、纳米划痕仪等分析了磁控溅射工艺参数对TiAlN薄膜物相、微观组织、力学性能及结合力的影响规律。结果表明,所有样品生成相均为面心立方的TiAlN,且在(111)晶面择优生长,薄膜表面形成三棱锥状密排晶粒。选定硬度与结合力两个指标对TiAlN薄膜进行评价,通过正交实验发现,硬度与结合力的最优工艺参数均为基底偏压-100 V,工作气压0.3 Pa,溅射电流8 A,氮流量40 sccm。     

金属基体上YSZ过渡层及YBCO薄膜结构与沉积条件的关系

研究了两种在金属基体（ＨａｓｔｅｌｏｙＣ）上沉积的、以钇稳定的ＺｒＯ２（ＹＳＺ）为过渡层的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｙ薄膜结构，并讨论了结构与沉积条件的关系。当沉积速率低时，ＹＳＺ层致密、均匀，存在织构取向，且与基体连接良好；而高速率沉积的ＹＳＺ层疏松，与基体结合差。ＹＢＣＯ薄膜的结构和性能与沉积时的基体温度相关。     

钼对渗碳层性能的影响

在基体性能满足使用要求的前提下,渗层性能的好坏对齿轮使用寿命起决定作用。文中系统研究了钼含量(0～0.8％)对Cr-Mn钢渗层性能的影响。试验表明,Mo提高渗层的有效深度,并使碳浓度随层深的增加下降平缓,从而使渗层和心部得以良好的过渡。Mo的加入可提高渗层残余压应力,从而可提高疲劳强度,但是热处理变形度随钼含量的提高而增加。Mo的有益作用必须有一定量的Cr,Mn,Ni等合金元素配合,即保证一定淬透性时才能获得。综合看来,渗碳钢中加入0.2～0.4％的Mo从技术上和经济上考虑是最佳的。     

CrN与Cr-C-N涂层在海水环境下的微观结构及摩擦学性能

采用离子镀技术在硅片基体上对CrN涂层进行碳元素掺杂得到Cr-C-N三元复合涂层,利用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、X射线光电子能谱仪(XRD)等对其涂层组织形貌及成分进行表征,用摩擦磨损试验仪及电化学工作站测试涂层的磨损及电化学性能。结果表明:对CrN涂层进行碳元素掺杂可得到Cr-C-N三元复合涂层,Cr-C-N中的C元素以硬质碳化物Cr7C3的形式在晶界区域偏聚形成"富碳"骨架网络,力学性能与耐海水腐蚀性能均有明显提升,同时涂层表面也因碳化物偏聚出现微区硬度差异较大的现象,承受载荷时应力不连续状态导致其摩擦因数较CrN涂层有小幅升高,但在大载荷高速滑动时表现出较低的磨损率。     

Effects of CeO2 nanoparticles on microstructure and properties of laser cladded NiCoCrAlY coatings

CeO2 nanoparticles(nano-CeO2p) were added into laser cladded NiCoCrAlY coatings on Ni-based superalloy substrate to improve the microstructure and properties.Scanning electron microscope(SEM),X-ray diffractometer(XRD),micro-hardness tester,and heat treatment furnace were employed to investigate their morphologies,phases,micro-hardness and thermal shock resistance,compared with the coating without nanoparticles added.The results showed that the microstructure and properties of the coatings with the addition ...     

Controlling the properties of detonation-sprayed coatings: Major aspects

A system approach to controlling the quality of detonation-sprayed coatings is developed. It includes such stages as selecting powder characteristics and gas composition, forming a gas-powder mixture, adjusting the parameters of two-phase pulse flow, and ensuring contact interaction needed to form the coating that depends on the material and preset service properties of the layer sprayed. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 47, No. 1–2 (459), pp. 91–104, 2008.     

添加元素Cu、Mo对镍基合金喷焊层组织和性能的影响

选择两种(Ni-A、Ni-B)成分不同的Ni基合金粉末,在STB A22钢基体上用火焰喷焊技术制备两种喷焊层.XRD和SEM背散射电子实验结果表明,喷焊层内的基体都是Ni和Ni₃Fe相,其中Ni-A的基体中含有少量Cu.在Ni-A、Ni-B的喷焊层内分布有大量富Cr硬质第二相,在Ni-A的喷焊层中,该相有两种形态,且含有较多Mo元素.在Ni-B的喷焊层中,第二相分布均匀,且无Mo元素.高温硬度实验表明,由于喷焊层中形成了富Cr硬质第二相,Ni-A、Ni-B喷焊层的硬度较高,而由于Ni-A第二相中含有较多Mo元素,Ni-A的高温硬度比Ni-B高,两种喷焊层的高温硬度均比基材常温时高70%以上.     

超音速等离子喷涂Al-35Si-4Fe涂层制备工艺优化及摩擦学性能

为改善铝硅合金的摩擦学性能,以YL113铝硅合金为基体,喷涂功率、总气流量和喷涂距离为试验因素,显微硬度和孔隙率为考核指标,采用三因素三水平的正交试验法得到了超音速等离子喷涂Al-35Si-4Fe涂层的最佳制备工艺;研究了此工艺下涂层的摩擦学性能。结果表明：喷涂功率为65 kW,总气流量为110 L/min,喷涂距离为95 mm时,涂层质量为最佳。此时,Al-35Si-4Fe涂层的显微硬度达到465±24.4 HV0.2,涂层孔隙率为1.3%。实验条件下,Al-35Si-4Fe涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,磨粒磨损为辅。Al-35Si-4Fe涂层的磨损率为1.88 ×10-4 ^mm3^/Nm,摩擦因数为0.37。优化后的Al-35Si-4Fe涂层能有效保护内部YL113铝硅合金,延长其使用寿命,并应对更加复杂的工况。     

Structure and properties of thin ceramic coatings in the system AlN-TiCrB2

The structure, composition and properties of coatings on Si, Al₂O₃ and GaAs single crystals prepared by radio-frequency magnetron sputtering of a AlN-TiCrB₂ target prepared by powder metallurgy are studied. Coating phase composition is different from that of the target material due to oxidation of aluminum nitride and its dissociation under ion bombardment conditions. The coatings have a very fine structure and marked resistance to high-temperature oxidation due to formation of solid solutions in the systems Al₂O₃-TiO₂-Cr₂O₃ and Al₂O₃-B₂O₃. The increase in mass of the target material at 1300°C is 1.4 mg/cm². After high-temperature oxidation the reinforced fine structure of the coating forms as interwoven Al₂O₃ fibers. Coatings of (AlN-TiCrB₂)-Al₂O₃ and (AlN-TiCrB₂)-GaAs are thermally stable up to 900°C and have a high microhardness (H _μ) and crack resistance (K_Ic = 4.7–3.3 MN/m^3/2). With an increase in annealing temperature (T ≥ 1000°C) coating mechanical properties worsen, but their adhesive strength increases. The AlN-TiCrB₂ target material may be recommended for preparing wear-and corrosion-resistant coatings on tools, and also on critical components operating under extreme conditions. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 5–6(449), pp. 39–47, May–June, 2006.     

V含量对TaVCN复合膜微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

采用多靶磁控溅射技术,制备一系列不同V含量的TaVCN复合膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪和高温摩擦磨损仪研究该复合膜的微结构、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明, TaVCN复合膜为面心立方和底心斜方的双相结构。随V含量增加,复合膜的硬度先升高后降低,当V原子分数为26.85%时,复合膜的硬度达到最大值,为31.7 GPa。室温下随V含量增加,复合膜的摩擦因数和磨损率均先减小后增大,V原子分数为32.60%时,摩擦因数达到最小值,为0.213;V原子分数为26.85%时,磨损率达到最小值,为2.1×10?7 mm2/N。随温度升高,复合膜的摩擦因数逐渐减小,磨损率逐渐增大。并对不同温度下 TaVCN 和 TaCN 复合膜的摩擦磨损性能进行了讨论。     

Effect of pulse duration and size of interelectrode interval on electrospark spraying. II. Effect of pulse duration and size of interelectrode interval on composition and mechanical properties of coatings

The effect of electrospark spaying on the hardness, wear resistance, and phase composition of hard-alloy coatings is investigated. A coating mechanism is proposed to consider change in dynamic properties of cathode jets depending on the interelectrode interval and the effect of pulse duration on the local temperature of the substrate. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 1–2(453), pp. 115–121, 2007.