高熵合金AlCrNbSiTiV氮化物薄膜溅镀参数的优化

以AlCrNbSiTiV为靶材,用反应式磁控溅镀系统分别在住友BNX20刀具和硅晶片上沉积高熵合金氮化物(AlCrNbSiTiV)N薄膜。采用田口方法的L9(34)正交表考察了沉积时间、基材偏压、溅射功率和基材温度对沉积速率、薄膜硬度和刀具寿命的影响,通过方差分析(ANOVA)确定了影响各性能的主要因素。对信噪比(S/N)进行灰关联分析以实现多目标优化,得出最佳工艺参数为:沉积时间20min,基材偏压-100V,溅射功率250W,基材温度400°C。在该条件下,沉积速率为17.28nm/min,薄膜硬度达到2814HV,刀具寿命2.50m。     

退火对磁控溅射AlCrNbSiTiV高熵合金氮化薄膜性能的影响

研究了退火温度对磁控溅射AlCrNbSiTiV高熵合金氮化薄膜组织与性能的影响。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和纳米压痕仪考察了薄膜的形貌、元素含量、物相成分和显微硬度。通过干式切削304不锈钢,考察了镀膜TNMG160404R刀具的刀腹磨损和切削工件的表面粗糙度,比较了退火前后镀膜刀具的切削性能。结果表明:磁控溅射AlCrNbSiTiV高熵合金氮化薄膜的主要是面心立方晶相结构,具有良好的高温稳定性。退火温度为600℃时,薄膜显微硬度高,刀具磨损小,切削工件的表面粗糙度低。     

(AlCrNbSiTiV)N高熵合金氮化薄膜溅镀参数的灰关联分析优化

采用直流反应式磁控溅镀法在硅晶片和住友刀具BN2000上制备(AlCrNbSiTiV)N高熵合金氮化薄膜。通过正交试验考察了溅镀功率、沉积温度、氮氩气流量比和基材偏压对薄膜的摩擦因数、硬度和刀具磨损的影响。对信噪比进行灰关联分析,以实现多目标优化,得出最佳工艺参数为:溅镀功率200 W,沉积温度200℃,氮氩气流量比0.3,基材偏压-100 V。该条件下所得薄膜的摩擦因数为0.46,显微硬度为1 243.72 HV,刀具磨损最小。     

基体偏压对H13钢表面镀TiAlCrN薄膜结构和性能的影响

为了提高H13模具钢的表面性能和使用寿命,采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面制备TiAlCrN薄膜,研究了基体偏压对H13钢表面镀TiAlCrN薄膜结构和性能的影响。结果表明：不同偏压下制备的TiAlCrN涂层表面都有不同大小的颗粒,在偏压为100 V时,大颗粒数量最少且均匀细小,涂层表面质量较好。随着偏压增大,制备涂层的TiAlCrN(200)、TiAlCrN(220)衍射峰峰强减弱,TiAlCrN(111)面择优取向变强。随着偏压的增加,TiAlCrN涂层的硬度、结合力都呈先增大后减小趋势。在偏压为100 V时,有最大硬度值2650.5 HV,最大膜基结合力26 N。随着偏压增加,TiAlCrN涂层试样氧化增重率先减少再增加。在偏压为100 V时,氧化增重率最低,在此工艺参数下制备的TiAlCrN涂层高温抗氧化性能最佳。在偏压为100 V时,制备的TiAlCrN涂层有最小的腐蚀电流密度,耐腐蚀性能最佳。     

高熵合金制备及其性能研究进展

基于高熵合金优异的性能,近年来,越来越多的学者对高熵合金开展了研究,由于各个领域对高熵合金的分类不统一,这也使人们对高熵合金的制备方法及性能研究并不深入。鉴于此,本文对高熵合金的主要合金成分组成、不同状态的材料制备方法进行了分析,并对高熵合金的相关性能进行了研究,以期能为高熵合金的应用提供一定的指导。     

高熵合金及其耐腐蚀性能的研究进展

高熵合金作为一种新型的合金,近年来受到科研工作者的广泛关注,由于其具有独特的相结构,所以表现出优异的综合性能,同时还具有抗腐蚀和防辐射等特殊功能特性,可作为在海洋极端环境下服役的海洋工程装备的应用材料,具有广阔的应用前景。本文介绍了高熵合金的定义、分类、成分设计和合金元素对其耐蚀性的影响,综述了激光熔覆高熵合金涂层耐蚀性的研究现状,最后对高熵合金的海洋工程装备应用前景进行了展望。     

施镀温度对化学镀Fe-Zn合金性能的影响

在含ZnS04·7H2O7 g/L、FeSO4·7H2O8 g/L、H3BO3 1 g/L、NaH2PO2·H2O9 g/L、C4H4O6KNa·4H2O67 g/L、NaOH 35 g/L和光亮剂1g/L的镀液(pH = 12.5)中,考察了施镀温度对不锈钢上化学镀Fe-Zn合金沉积速率、耐腐蚀性、显微硬度和结合力的...     

凝固冷却方式对CoCrFeNiMn高熵合金的影响

高熵合金由于其独特的设计思路及优秀的性能。在表面技术领域有较强的应用前景。本文选用了三种不同的冷却方式(铸造凝固(Cast Solidification)、水淬凝固(Water Quenching Solidification)和雾化凝固(Atomization Solidification)对铝热反应制备的CoCrFeNiMn高熵合金熔体进行冷却,采用XRD、SEM和EDS技术对合金的相结构、微观组织进行了表征,同时采用HVS＿1000A维氏硬度仪测试了合金的硬度。结果表明：在不同的凝固冷却方式下,CoCrFeNiMn高熵合金的相结构主要由FCC+BCC两相组成,其中在水淬试样中产生了过渡的FCC相;合金的晶粒尺寸随着冷却速率的提高而减小,雾化试样的晶粒尺寸最小,为18.1μm²;合金硬度随着冷速的提高而逐步提高,雾化试样的硬度最高,达到了704.8HV。     

磁控溅射AlCrFeNiTi高熵合金薄膜的组织和表面形貌

用直流磁控溅射法在单晶硅片上制备了AlCrFeNiTi高熵合金薄膜,采用X射线衍射仪、扫描电镜和原子力显微镜考察了溅射参数对薄膜结构及表面形貌的影响.结果表明,当溅射功率一定,随着衬底温度升高,AlCrFeNiTi高熵合金薄膜由非晶向2个BCC相转变,衍射峰强度也随之增大,同时薄膜的结晶度提高,晶粒尺寸增大,导致薄膜粗糙度增加.当衬底温度一定时,随着溅射功率增大,X射线衍射峰强度大幅度上升,薄膜表面晶粒迅速长大,但因为溅射功率过大会导致表面形成缺陷,所以表面粗糙度先减小后增大.     

镀液组分对Ni-Sn-P合金镀层组织性能的影响

为了获得稳定性能较好的Ni-Sn-P合金镀层镀液配方,采用梯度法设计了3组不同的镀液组分,研究镍盐对镀层失效时间的影响。实验结果表明:镀层表面均是由明显的胞状结构构成,Ni2+易在镀层表面产生形核促进镀层的施镀速率,当含量为40g/L时,镀层的结构表面粗糙,可产生大量的自催化活化中心,导致镀液过早失效。     

激光熔覆工艺参数对高熵合金涂层性能的影响及其优化

采用同步送粉激光熔覆技术在Q235钢表面制备了CoCrFeNiMo高熵合金涂层。采用单因素试验研究了工艺参数对涂层形貌及性能的影响,并分析了其作用机理。通过正交试验得到最优工艺参数为:激光功率1000 W,进给速率4.5 mm/s,搭接率35%。此时涂层的平整度标差为0.036 mm,显微硬度为308.98 HV,平均腐蚀速率为0.0178 g/(m²·h)。结果表明,在试验范围内,涂层的平整度随着激光功率、进给速率和搭接率的提升得到改善,显微硬度和耐蚀性的变化趋势相同,它们与工艺参数对显微组织的影响相关。     

磁控溅射制备高熵氧化物薄膜的阻挡扩散性能

利用磁控溅射在Ni–8at%W合金基体表面沉积(CoCrNiTa)O_x高熵氧化物薄膜,研究了它在1 000℃、100 h的真空扩散条件下的高温稳定性及其阻挡Ni–30at%Cr涂层与Ni–8at%W合金基体中元素互扩散的性能,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、纳米压痕仪及划痕仪对薄膜进行研究。结果表明：(CoCrNiTa)O_x高熵氧化物薄膜较为致密,为非晶结构。随着溅射时间延长,薄膜纳米硬度上升的趋势很小,但膜基结合力增幅较大。(CoCrNiTa)O_x扩散障具有较好的高温稳定性,对Cr元素具有较好的扩散阻挡性能。     

沉积偏压对脉冲激光沉积CN_x薄膜结构和性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在不同直流负偏压下烧蚀石墨靶材,在单晶Si片上沉积CNx薄膜。利用X射线光电子能谱(XPS)、Raman光谱和扫描电子显微镜对薄膜的化学成分、价键状态、表面形貌进行了表征,并借助于涂层附着力自动划痕仪和纳米压痕仪分别测试了膜–基结合力及薄膜硬度。结果表明:偏压辅助PLD技术显著提高了薄膜的氮含量,膜–基结合力和沉积速率分别随着负偏压值单调增加和减少。结合XPS和Raman分析得出:当偏压Vb=–40 V时,价键摩尔含量x(sp3)和x(sp3)C—N达到最大值及D峰与G峰强度比ID/IG达到最小值(2.2)。薄膜中sp3杂化键比例的提升有助于CNx薄膜构建类金刚石结构和网状结构且薄膜硬度与x(sp3)和x(sp3)C—N值的变化呈现出了正比例关系。     

物理气相沉积制备高熵氮化物涂层的进展

从体系和沉积方法入手,分析了强氮化金属元素体系、弱氮化金属元素体系及含非金属元素体系在结构上的特性和共性给高熵氮化物涂层性能带来的影响,阐述磁控溅射和电弧离子镀膜技术沉积涂层的表面形貌、微观结构及性能方面的差异性,并分别总结这些制备技术的优缺点。最后对高熵氮化物涂层体系在结构成分设计和沉积方法两方面未来的研究方向进行了展望。     

高熵合金涂层的研究进展

高熵合金涂层是一种新型的合金涂层,主要是由5~13种不同元素按照等原子比混合并通过一定方法生长在基体表面的多主元合金涂层。由于高混合熵的作用,涂层的组织主要是由单一的BCC和FCC固溶体组成。阐述了高熵合金的理论基础、磁控溅射高熵合金涂层、热喷涂高熵合金涂层和激光熔覆高熵合金涂层并且分析了各自的优点和不足。最后提出了高熵合金涂层在发展中存在的一些问题以及提出了一些未来高熵合金涂层的发展方向。     

氧化锆纤维对氮化物复合材料性能的影响

在Si3N4、BN陶瓷中加入涂层处理后的ZrO2纤维对其进行复合,研究ZrO2纤维对氮化物复合材料部分性能的影响.结果表明:ZrO2纤维的引入能降低材料的抗弯强度,但是加入适量的ZrO2纤维后材料的热学性能可得到较大的改善.     

基材偏压对中频磁控溅射氮化铬薄膜微观结构和性能的影响

采用中频磁控溅射系统在手机不锈钢装饰件上沉积氮化铬薄膜,利用X射线衍射、扫描电镜、纳米压痕仪和球盘摩擦仪考察了基材偏压对薄膜微观结构、沉积速率、显微硬度和摩擦性能的影响。结果表明:氮化铬薄膜主要为面心立方晶相结构,存在(200)晶面择优取向;薄膜表面晶粒呈颗粒状且均匀致密地沉积在基材上,截面为柱状晶结构且柱状晶之间结合紧密;沉积速率随基材偏压的增大而增大;在基材偏压为-100 V时,薄膜显微硬度最高(为1 207 HV),摩擦因数最小(为0.31)。     

基体偏压对多弧离子镀制备CrAlN薄膜组织和性能的影响

采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面制备CrAlN薄膜,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了CrAlN薄膜的表面形貌与物相组成,测试了CrAlN薄膜的显微硬度及其与基材的结合力,使用箱式电阻炉考察了CrAlN薄膜在800°C下的抗氧化性能,通过动电位极化曲线测量分析了CrAlN薄膜的耐腐蚀性能。结果表明：随着偏压增大,CrAlN薄膜表面大颗粒先减少后增多,晶粒尺寸先减小后增大。CrAlN薄膜表面检测出CrN(200)、CrN(220)及AlN(101)衍射峰,且偏压变化不影响物相组成。随着偏压增大,CrAlN薄膜的力学性能、抗高温氧化性能及耐腐蚀性能先提高后降低。偏压为100 V时,CrAlN薄膜最均匀致密,表面大颗粒最少,显微硬度及膜基结合力最高(分别约为2 300 HV和23 N),抗高温氧化及耐腐蚀性能最佳。