磁控溅射（AlCrNbTiVCe）N涂层的高温摩擦学机理

高熵合金涂层作为航空发动机轴承防护涂层有重大的潜在应用价值,鉴于其服役环境日益严苛复杂,进一步提高涂层的高温摩擦学性能是十分必要的。通过非平衡射频磁控溅射技术制备含Ce元素的（AlCrNbTiVCe）N涂层,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）表征涂层磨损后的微观形貌、物相和价态,用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损试验机测试涂层的力学性能和摩擦学性能,探讨Ce对涂层微观结构、高温稳定性和摩擦磨损的影响与机制。结果表明,（AlCrNbTiVCe）N涂层主要由多元金属氮化物和单质Ce相组成。引入Ce元素改善了涂层组织结构,提高了高温抗软化能力,有助于涂层摩擦磨损性能的改善。与不含Ce的涂层相比,500℃下（AlCrNbTiVCe）N涂层的摩擦因数和磨损率分别下降27.5%和45.6%,其氧化磨损占主要磨损机制。该涂层高温摩擦学性能的提升主要是由于高温摩擦过程中涂层表面生成了氧化铈,增强了高温稳定性;氧化铈具有润滑特性,起到了减磨耐磨作用。在磁控溅射制备高熵涂层中,引入稀土元素,可为提高涂层高温摩擦学性能的提供借鉴。     

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...     

Mo离子注入和离子渗硫对TiN涂层微观结构和表面性能的影响

为进一步改善氮化钛涂层的摩擦学性能,分别采用高剂量Mo离子注入和低温离子渗硫技术对Ti N涂层表面进行处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、光学形貌仪、扫描俄歇系统(SAM)、X射线衍射仪(XRD)和纳米压痕仪等分析Ti N涂层处理前后的表面形貌、元素分布、微观结构和纳米硬度。利用球盘摩擦磨损试验机在干摩擦条件下考察涂层的摩擦学性能,并利用光学形貌仪和SEM进行磨损表面分析。结果表明,大剂量Mo离子注入后,Ti N涂层表面Mo离子深度接近200 nm,涂层硬度明显降低,涂层磨损剧烈程度得到显著改善,磨损率和摩擦因数分别降低约35%和40%;低温离子渗硫复合处理后,Ti N涂层表面溅射明显,Mo的深度降低约50%,摩擦学性能难以进一步明显改善。     

电弧离子镀TiAlN、TiAlSiN涂层在高温及变温环境中的摩擦学性能

采用电弧离子镀技术在AISI304不锈钢表面制备TiAlN和TiAl Si N涂层。以Al2O3球为对摩材料,使用球-盘式摩擦磨损试验机测试涂层在室温(RT)、300℃、600℃恒温和RT~600℃、600→300℃变温环境中的摩擦学性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计研究涂层的表面形貌、微观结构、硬度和摩擦学性能。结果表明:TiAlN和TiAl Si N涂层的主要结构为面心立方TiAlN相,硬度值分别为1 631 HV0.05和2 044 HV0.05。在300℃恒温和RT~600℃升温环境中,涂层磨损剧烈,均被磨穿,磨损机理以粘着磨损和疲劳断裂为主。600℃条件下,TiAlN涂层发生了以"点蚀"为主的氧化磨损,氧化产物起到了很好的润滑作用,摩擦因数为0.5。Si元素的加入使涂层的抗氧化性增强,在600℃和600→300℃的环境中,磨痕表面生成具有保护作用的氧化膜,涂层的耐磨性提高。     

TaC-Ag涂层的结构和摩擦学性能

为了揭示银对TaC涂层结构和摩擦学性能的影响,采用磁控溅射技术在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了TaC和TaC-Ag涂层.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及纳米压痕仪等检测了涂层的结构、表面和截面形貌及硬度;通过高温摩擦磨损试验检测了涂层的高温摩擦学性能.结果表明:TaC涂层为柱状晶结构,择优取向为T...     

基材温度对磁控溅射制备的Ti-Al-Si-Cu-N涂层的微观结构及摩擦学性能的影响（英文）

采用反应磁控溅射技术在304不锈钢基片上沉积Ti-Al-Si-Cu-N涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机研究了不同基材温度(沉积温度)对涂层结构和摩擦学性能的影响。结果表明:随着沉积温度从室温升至250℃,涂层表面变得平滑,结构致密。硬度和弹性模量随沉积温度的升高而升高。划痕试验表明:当沉积温度分别为室温,150和250℃时,临界载荷为3.85,3.45和5.10 N。当沉积温度为250℃时,涂层的摩擦系数和磨损速率最小,摩擦过程中产生的磨屑主要来自GCr15不锈钢珠。在较低的沉积温度下,涂层的磨损机理主要为疲劳断裂和磨粒磨损,而250℃沉积的涂层的磨损机制主要为磨粒磨损。     

环境温度对磁控溅射Ti-Al-Si-N涂层摩擦学性能的影响

目的探索磁控溅射制备的Ti-Al-Si-N涂层在不同环境温度下的摩擦学性能。方法利用磁控溅射技术,在AISI304不锈钢表面制备了Ti-Al-Si-N涂层,采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪研究了涂层的成分与微观结构,利用HT-1000型高温摩擦磨损试验机,以直径为5 mm的Al_2O_3球作为摩擦副,研究了Ti-Al-Si-N涂层在室温、200、400、600℃时的摩擦学性能。结果磁控溅射制得的Ti-Al-Si-N涂层表面平整、致密,具有典型的柱状晶结构;在室温、200、400、600℃的环境温度下,涂层的摩擦系数分别为0.6、0.35、0.25和0.2,磨损体积分别为0.319、0.232、0.0149和0.0136 mm~3。涂层的摩擦系数和磨损体积均随温度的升高而降低。结论随着测试温度的升高,磨痕区域生成越多的以氧化钛和氧化铝为主的氧化物,其具有一定的减摩作用。在室温下,涂层的磨损机理主要为疲劳剥落,200℃时为磨粒磨损,400℃时为磨粒磨损和氧化磨损,600℃时主要为氧化磨损。     

Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层制备及高温摩擦学行为研究

目的 基于表面耐高温薄膜和高承载金属陶瓷涂层性能优势协同的设计思想,制备Cr3C2-NiCr/ TiSiN-CrAlN复合涂层,提高硬质薄膜机械性能和不同温度下的摩擦学性能。方法 采用超音速火焰喷涂(HVOF)和电弧离子镀(AIP)技术制备Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、纳米压入仪、划痕仪和高温摩擦磨损试验机等对复合涂层的微观结构、机械性能和不同温度下的摩擦磨损行为进行系统研究。结果 Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层微观结构致密,界面结合良好,其顶层耐高温薄膜由CrAlN结合层和TiSiN-CrAlN交替多层构成,总厚度约6.7 μm,低于不锈钢表面直接沉积TiSiN-CrAlN薄膜的厚度(约9.6 μm)。Cr3C2-NiCr支撑层微观结构和形貌影响其表面沉积TiSiN-CrAlN薄膜的结晶性。Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层具有优异的机械性能,其纳米硬度和弹性模量分别高达(37.3±2.6)GPa和(506.1±10.6)GPa,结合力相比不锈钢表面TiSiN-CrAlN多层膜显著提高。得益于Cr3C2-NiCr支撑层的引入,复合涂层在不同温度下的摩擦因数和磨损率均比单一薄膜的低,其摩擦因数在900 ℃下可稳定保持在0.44左右,磨损率约为3.13×10^?5 mm³/(N.m),表现出良好的高温摩擦学性能。此外,磨损机制分析表明,500 ℃以下主要为磨粒磨损和黏着磨损,摩擦因数较大、不稳定,但磨损率基本不变;700 ℃时由于Cr3C2-NiCr层的支撑作用而无明显的疲劳磨损,氧化磨损发生;900 ℃时氧化磨损主导,摩擦界面生成主要成分为TiO2、Cr2O3的摩擦反应膜。结论 采用HVOF和PVD相结合的方法在不锈钢表面制备的Cr3C2-NiCr/TiSiN-CrAlN复合涂层具有良好的机械性能和优异的高温摩擦学性能,可进一步改善耐高温薄膜的综合性能,具有良好的应用前景。     

TiN/Ag涂层在真空环境下的摩擦学行为

目的 银具有低的剪切强度,可以降低涂层的摩擦磨损,在TiN硬质涂层中引入软金属Ag,以期拓展其在摩擦学领域的应用范围.方法 采用多弧离子镀沉积技术,在SUS304不锈钢基底上成功制备了TiN/Ag复合涂层.利用扫描电子显微镜、纳米压痕仪、RST3划痕仪,分析了TiN/Ag涂层的微观结构和机械性能.利用CSM(大气)和HVTRB(真空)摩擦磨损试验机评估了TiN/Ag涂层的摩擦学性能.结果 TiN/Ag涂层结构致密,厚度为1.2μm,硬度约为28.4 GPa.摩擦学测试表明,真空环境下的摩擦因数远低于大气环境下的摩擦因数,大气环境下的磨损机理主要为粘着磨损与磨粒磨损,而真空环境下主要表现为机械抛光及摩擦转移膜.真空环境下TiN/Ag涂层不同载荷下的摩擦试验表明,1 N载荷条件下,摩擦因数值低至0.07,且涂层发生轻微磨损;3 N载荷条件下,机械能和热应力使得摩擦界面中的Ag发生扩散,摩擦因数迅速增加到0.42左右;5 N载荷条件下,摩擦因数呈现较明显的波动,随着滑动次数的增加,摩擦因数最高达到1.0,涂层表面发生软化形成犁沟效应,而导致涂层失效.结论 TiN/Ag涂层中Ag掺杂可显著降低涂层的内应力,抑制摩擦过程中涂层微裂纹的扩展,适当载荷下能够有效地改善TiN硬质涂层真空下的摩擦学性能.     

氧化石墨烯接枝碳纤维及其树脂涂层在不同载荷下的摩擦学性能

目的 提升碳纤维(CF)在水性聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂涂层中的界面性能,从而使PAI复合涂层获得优异的摩擦学性能.方法 以硅烷(KH550)为偶联剂,制备氧化石墨烯(GO)化学接枝CF增强体(CF&GO),研究CF接枝前后的热稳定性和添加CF&GO的PAI复合涂层在不同载荷下的摩擦学行为和磨损机理.利用红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的官能团、成分和表面形貌进行表征;利用热失重仪(TGA)对接枝前后CF的热稳定进行表征;利用SEM、摩擦磨损试验机和白光干涉仪分别对CF&GO在PAI复合涂层中的分布和摩擦学性能进行表征.结果 GO通过与硅烷改性后的CF形成酰胺键成功接枝,接枝后,CF形成多尺度增强体,且表面形貌粗糙.此外,接枝后,CF的热稳定性降低,热稳定性规律为GO相似文献   

高性能高硅铝基合金研究展望

目前国内外对于高性能铝硅合金的两大研究方向,一是低硅铝合金（si≤1％）,尽量降低Al—Si基体合金中杂质含量,最大限度提高合金导电性能;二是高硅铝合金（Si≥30％）,尽可能提高硅在铝合金中的过饱和度,此类高性能铝合金侧重提高材料的电热稳定性、耐摩擦性等力学性能。本文总结了国内外对于高硅铝合金的研究进展,提出通过添加稀土元素优化合金成分和采用先进制备技术等方法,以期获得高性能硅铝合金。     

高杂质氰化金泥生产高纯金、高纯银实践

遂昌金矿针对高杂质氰化金泥采用的工艺为:硫酸加络合剂联合酸洗除铜锌、还原熔炼气氛下铅捕集金银生产银阳极板、一次银电解过程实现金银铅的分离、酸碱联合处理黑金粉、高酸低铜银电解生产工艺、非对称交流电源用于金电解生产等。该工艺生产的高纯银达99.996%以上、高纯金的质量稳定在99.997%以上,杂质含量远远小于高纯金(99.999%)的要求,流程操作简单,成品金银质量在国内处于领先地位。     

改善机床灰铸铁铸件性能的措施

总结了目前我国高精度机床灰铸铁铸件生产中存在的问题,叙述了制造业发展对机床灰铸铁铸件的质量要求,介绍了影响机床灰铸铁铸件性能的因素,提出了实现高碳当量高强度机床灰铸铁铸件生产的有效途径.     

高碳高钒高速钢复合轧辊的研究进展

论述了高碳高钒系高速钢复合轧辊的研究现状,重点介绍了高碳高钒系高速钢复合轧辊的制造工艺性能、成分设计、合金组织与性能.     

回火对46CrNiMoVA钢组织与性能的影响

本文借助透射电镜初步探讨了多次高温回火处理对４６ＣｒＮｉＭｏＶＡ钢超高温液火后的微观组织与力学性能的影响。结果表明,多次高温回火对该钢的σｂ影响不大,对δ却有一定的影响。此与随顺火次数的增加,板条马氏体逐渐回自重民宽化,燕析出渗碳体有关,孪晶马氏体逐渐经,在孪晶面上析出片央体,并聚集与长大,残留氏体分一成近连续网状脆性碳体薄膜并聚集与长大等变化过程有关。     

高速铣削及其加工策略探讨

介绍高速铣削技术的工艺特点及其应用,并就高速铣削的粗加工、半精加工和精加工策略进行探讨.     

安钢板坯连铸机高效生产实践

安钢第一炼轧厂1机1流板坯连铸机自1999年11月投产以来,依靠技术进步,强化以连铸为中心组织生产,实现单流板坯铸机产量达130余万吨的国内先进水平,创最高浇次连拉451炉、产量5.3万t的纪录.介绍了该连铸机取得各项经济指标的生产实践.     

高强高导Cu-Nb微观复合材料的界面结构

通过集束拉拔技术获得了高强度高电导Cu-Nb微观复合材料,采用SEM及EDS观察分析了4次复合过程中内部Nb芯丝和Cu层的微观形貌变化,Cu/Nb界面的互扩散行为;对不同复合条件下的挤压、拉拔样品,通过XRD测试,表征了芯丝和基体的晶体取向的演变规律;通过HRTEM和反傅里叶变换研究了Cu/Nb的界面结构和晶体学位向关系。研究表明,在极塑性变形条件下,Cu/Nb界面在3次复合出现明显扩散,Cu、Nb逐渐形成丝织构取向,界面存在典型的(111)_(Cu)//(110)_(Nb)取向关系,晶面夹角为18.7°,每6个(111)Cu晶面出现1个晶面错配。     

高品质金刚石膜微波等离子体CVD技术的发展现状

金刚石膜拥有许多优异的性能。在制备金刚石膜的各种方法之中,高功率微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法因其产生的等离子体密度高,同时金刚石膜沉积过程的可控性和洁净性好,因而一直是制备高品质金刚石膜的首选方法。在世界范围内,美、英、德、日、法等先进国家均已掌握了以高功率MPCVD法沉积高品质金刚石膜的技术。但在我国国内,高功率MPCVD装备落后一直是困扰我国高品质金刚石膜制备技术发展的主要障碍．首先综述国际上高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术的发展现状,包括各种高功率MPCVD装置的特点。其后,回顾了我国金刚石膜MPCVD技术的发展历史,并介绍北京科技大学近年来在发展高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术方面取得的新进展。     

Cr26MoWVTiRE合金铸铁溜槽衬板开发与应用

针对钢铁企业高炉布料溜槽衬板所处的恶劣作业环境,研究开发出具有一定耐高温、耐腐蚀性的Cr26MoWVTiRE高铬合金铸铁材料.在经1 020,～1 050℃淬火+320～520℃回火,材料的硬度达到HRC 60～62,冲击韧度ak＞5 J/cm2.Mo、W合金和V、Ti等强碳化物元素的复合加入,提高了溜槽衬板的硬韧性、红硬性和高耐磨性,衬板实际使用寿命超过18个月.与镶铸硬质合金溜槽衬板相比,该衬板具有生产工艺简单、成本低、性价比高等特点,有一定推广应用价值.