未来航空发动机热障涂层材料及制备技术

概述了未来航空发动机热障涂层最有前景的新材料、结构和制备工艺。新材料主要有改进型氧化钇稳定的氧化锆、A2B2O7型材料;新结构主要有双陶瓷层;新工艺主要为制备含垂直裂纹的热障涂层的改进大气等离子体喷涂、等离子喷涂-物理气相沉积、悬浮液等离子喷涂、电子束直接气相沉积。这些相互结合,必将促进高性能热障涂层的快速发展和应用,使其在未来航空发动机中发挥重要作用。     

物理气相沉积涂层技术(PVD)在模具制造上的应用

物理气相沉积涂层技术（PVD）现在已被广泛应用于欧、美等地的制造业，但在中国华南地区则仍处于刚起步的发展阶段。最近，科汇钛力有限公司引进了该技术，成为香港第一家为厂家提供最新功能性PVD设备及涂层加工技术服务的公司。该公司是著名的瑞士PVD涂层设备供应商Platit在香港的代表。Platit公司成立于１９４８年，总部位于瑞士，最初从事钟表的涂层加工处理，现在主要集中于提供功能性工具的涂层设备以及涂层加工服务。科汇钛力总经理郭光宇先生表示，PVD技术主要适用于刀具（如铣刀、车刀、刀片和钻头等）、模具（如冲压、拉伸、…     

用于机械工业的复合表面技术

介绍了针对提高表面耐磨性能的现代表面工程技术的发展前景和方向，提出用复合表面技术来提高铝压铸模、冷压成型模及热锻模等工具寿命的方法，最后列举了形成复合结构镀层的类型及其应用于工业领域所带来的经济效益。     

现代刀具涂层制备技术的研究现状

刀具涂层是一种机床工具行业的重要材料,其性能直接影响数控机床的机械加工精度.概述了刀具涂层材料的特点、要求及涂层制备技术的发展,分析了化学气相沉积法、物理气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法及溶胶-凝胶法等几种涂层制备方法的优缺点.结合国内外刀具涂层的研究现状及发展趋势,指出在大力发展化学气相沉积涂层和物理气相沉积涂层技术的同时,开发两者相结合的新型工艺,推动国内刀具涂层技术的快速发展.     

两种DLC涂层对ZL108铝合金干式铣削性能的影响

目的 比较分析氢元素对类金刚石涂层摩擦性能的影响,研究含氢和无氢DLC涂层在铣削ZL108铝合金时的切削性能。方法 分别采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）和磁控溅射物理气相沉积（MS）制备含氢和无氢DLC涂层,并采用三维形貌仪对涂层基片表面形貌进行表征,通过切削实验分析两种涂层铣刀的切削性能。结果 MS制备的无氢DLC涂层结构致密,无凹坑、针眼等缺陷。在摩擦磨损试验时发现,无氢DLC涂层磨损率（3.58×10–6 mm3/N）明显小于含氢DLC涂层（4.62×10–6 mm3/N）,即无氢DLC涂层的耐磨性能更好。结论 采用MS制备的无氢DLC涂层,表面无明显缺陷,并且具有更优异的摩擦性能。在铣削ZL108铝合金时,减摩性、耐磨性以及抗粘附性能均比含氢DLC涂层铣刀表现得更加优异,被加工的铝合金表面质量更好,产生的切屑表面更加光滑。     

热化学和等离子辅助预处理与硬质PVD涂层技术的结合

热化学预处理和物理气相沉积已经成为现代先进制造技术的一部分。热化学预处理本身就是由于汽车工业的大规模发展而产生的。经过几十年发展的物理气相沉积仍被限制在“高新技术”，仅应用在半导体工业和光学涂层。由于真空技术的快速发展和对等离子辅助过程的认识日益成熟，物理气相沉积技术，     

不同PVD技术沉积TiN涂层的形貌和力学性能研究

本文采用阴极弧沉积、中频磁控溅射及二者的复合技术在GCr15基底上制备了TiN涂层。通过扫描电镜、XRD谱、微米划痕测试、硬度测试以及摩擦磨损测试对涂层的组织结构和力学性能进行了表征及对比。结构表明,采用复合磁控阴极弧技术制备的TiN涂层具有较好的综合性能,如较光滑的表面、较高的结合力和硬度,故磨损率较低。     

高离化磁控溅射技术与应用专辑序言EI北大核心CSCD

材料的应用取决于性能,性能来源于成分与结构,而结构受控于其制备技术与工艺过程,故开展新型材料制备技术与应用研究一直在新材料研发的重要组成部分!高离化磁控溅射技术作为最新的物理气相沉积手段,可以产生类似弧光放电的高等离子体密度和离化率,同时具备辉光放电单原子粒子束流特点,大大提高了材料生长过程中沉积粒子的可控性和能量均匀性,进而可在材料表/界面处理、材料结构调控及离子辅助生长等方面提供极大的便利。故自1999年瑞典科学家提出高功率脉冲磁控溅射原理(HiPIMS)以来,学术界和工业界都表现出极大的兴趣,针对其放电特性、电源设备、等离子体诊断以及沉积薄膜特性的研究层出不穷,不少企业已经推出基于HiPIMS及其改进或复合技术的工业生产设备,并在界面处理、硬质涂层、装饰涂层、光学薄膜、电子工业等多个领域进行应用探索!     

PVD技术在刀具上的应用和发展

介绍了PVD刀具的涂层方法,概述了国内外PVD技术的发展趋势,指出了PVD技术将是刀具行业的主流技术,应用前景十分广阔.     

热障涂层的CMAS腐蚀失效及对策研究综述

研制具有长寿命、高性能的热障涂层（TBCs）,是制造我国大功率航空发动机、发展新一代超音速战机的一项十分紧迫的任务。由于外来沉积物CaO-MgO-Al2O3-SiO2（CMAS）渗入涂层而导致TBCs失效的现象越来越受到人们的重视,在过去的一段时间里,很多学者对CMAS渗入后涂层的失效机理进行了大量的研究并尝试了一些缓解CMAS渗入涂层的方法。本文针对当前应用最为广泛的“层状多孔结构”的等离子喷涂涂层及“细长柱晶结构”的电子束辅助物理气相沉积涂层,系统地梳理了近年来国内外学者对TBCs在CMAS渗入条件下的失效机制及涂层缓解CMAS渗入方面的最新研究成果,为制备高性能的TBCs提供帮助。     

复合高功率脉冲磁控溅射技术的研究进展

高功率脉冲磁控溅射技术(HIPIMS)是一门新兴的高离化率磁控溅射技术.概述了HIPIMS的技术优势,包括高膜层致密度和平滑度、高膜基界面结合强度以及复杂形状工件表面膜层厚度均匀性好等.同时归纳了HIPIMS存在的问题,包括沉积速率及低溅射率金属靶材离化率低等.在此基础上,重点综述了近年来复合HIPIMS技术的研究进展,其中复合其他物理气相沉积技术的HIPIMS,包括复合直流磁控溅射增强HIPIMS、复合射频磁控溅射增强HIPIMS、复合中频磁控溅射增强HIPIMS、复合等离子体源离子注入与沉积增强HIPIMS等;增加辅助设备或装置的HIPIMS,包括增加感应耦合等离子体装置增强HIPIMS、增加电子回旋共振装置增强HIPIMS,以及增加外部磁场增强HIPIMS等.针对各种形式的复合HIPIMS技术,分别从复合HIPIMS技术的放电行为、离子输运特性,及制备膜层的结构与性能等方面进行了归纳.最后展望了复合HIPIMS技术的发展方向.     

采用EB-PVD技术在TiAl基体上沉积NiAlHf涂层的研究(英文)

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在Ti Al基体上制备Ni Al Hf涂层,结合氧化增重曲线的测试结果,研究了Ni Al Hf涂层对基体在900,950和1000o C空气中氧化行为的影响。采用X-射线衍射(XRD)研究表面的物相结构,XRD结果表明,沉积后表面形成β-Ni Al相,说明Hf固溶于其中。结果表明,在950o C氧化后涂层表面形成致密的氧化铝保护膜。扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)被用来测试其表面的形貌和元素分布。结果表明,在氧化过程中,基体和涂层之间的元素发生互扩散。随着氧化时间的增加,涂层厚度减小,扩散区发生显著变化。采用显微硬度表征涂层的韧性,涂层的显微硬度(HV)为7050 MPa左右。Ni Al Hf涂层能提高基体高温抗氧化性能。     

惯性约束聚变靶丸的塑料涂层制备技术

在惯性约束聚变(ICF)中,微球表面覆盖塑料涂层和塑料掺杂涂层具有极大的使用价值。本文介绍了制备此类涂层的两种最有前景的微球涂敷技术,即低压等离子体聚合(LPP)结合分子束悬浮(MBL),激光诱导化学气相沉积(LCVD)结合粘滞性气体射流悬浮(VGJFL);并简述了涂层的分析方法。     

模具零件表面涂层技术的研究

介绍了表面涂层技术对于模具质量与使用寿命的影响及作用,概述了热喷涂、CVD、PVD、电镀、化学镀以及激光熔覆等常用表面涂层技术在模具零件制造中的应用,从复合涂层与纳米涂层等方面对表面涂层新技术的发展方向作了展望,最后总结表面涂层技术对提高模具零件制造水平的重要意义及其拥有的广阔市场前景。     

电弧/溅射复合沉积技术的发展及其在刀具涂层中的应用

通过电弧/溅射复合技术沉积刀具涂层,不仅可以规避单一沉积技术的固有缺陷,拓宽材料的选择范围,且其纳米多层结构能够有效结合不同组元的特性,协同提升涂层性能,有望为难加工材料的切削提供高性能涂层解决方案.首先对电弧/溅射复合技术的发展历史进行了回顾,概述了早期"Arc Bond Sputtering"技术凭借多功能阴极弧源实现同一靶材在电弧与溅射两种沉积模式的自动切换,有效结合不同沉积技术的优势.在此基础上,重点综述了近年国内外研究机构及企业应用端关于复合沉积技术在刀具涂层领域的研究进展,包括利用电弧/溅射复合沉积制备高硬度纳米复合结构涂层;通过磁控溅射拓宽靶材成分的选择范围,电弧层与溅射层交替沉积制备具有摩擦自适应性的纳米多层刀具涂层;设计从底层电弧支持层向顶层非晶功能层过渡的涂层结构,采用高功率脉冲磁控溅射沉积非晶层(例如SiBCN与TiB2),打断电弧层柱状晶的连续生长,涂层表现出致密的结构与优异的高温性能.此外,还总结了笔者对电弧/溅射复合沉积AlTiN以及AlTiN/AlCrN涂层的性能研究.最后,对国内复合沉积刀具涂层的应用前景以及尚待解决的科学问题进行了总结与展望.     

超硬纳微米 PVD 涂层技术在刀具领域的应用及研究进展

介绍了物理气相沉积(PVD)技术的原理、特点和真空蒸镀、溅射镀和离子镀之间的优缺点,从二元涂层、多元涂层、多层涂层和纳米多层复合涂层等4种类别上介绍了PVD涂层技术在切削刀具上的广泛应用。在查阅和整理大量文献资料的基础上,也结合笔者多年从事PVD技术的研究与应用心得,从提高切削刀具的寿命这一重要角度出发,阐述了国内外超硬纳微米PVD涂层技术在切削刀具应用领域的研究进展,并对多元涂层、多层涂层及涂层的纳米化也进行了较为详细地论述。切削刀具表面采用物理气相沉积涂层技术能使刀具获得优异的综合性能,从而显著提高切削刀具的使用寿命,降低生产成本,大幅提高机械加工效率。最后展望了物理气相沉积涂层技术未来将在超硬切削(包括模具钢、淬硬钢等硬度超过HRC55以上的铣削加工)、难加工材料切削(包括高温合金、钛合金、不锈钢等)、石墨和碳纤维等复合材料加工和有色金属的高速切削加工(包括铝合金、铜合金、镍等)的广泛应用。     

304不锈钢管内壁沉积耐磨防腐DLC涂层

目的 将HiPIMS电源应用于PECVD技术,在304不锈钢管内壁沉积DLC涂层,以提高其机械、耐蚀及摩擦学性能。方法 将HiPIMS电源应用于PECVD技术,并利用空心阴极放电效应在管道内产生高密度等离子体,沉积DLC涂层。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜和EDS对DLC涂层的结构和成分进行表征,并通过纳米压痕测试、划痕试验、静态极化曲线和摩擦磨损试验,分别评价304不锈钢管基底和DLC涂层的硬度、膜基结合力、耐腐蚀性能、摩擦学性能和耐磨性。结果 HiPIMS电源应用于PECVD技术可在304不锈钢管内壁沉积DLC涂层。DLC涂层的厚度可达5.60~10.26 μm,硬度可达10~15 GPa,与304管内壁的结合力（Lc2）均大于7 N。DLC涂层的腐蚀电流密度较304不锈钢管基底降低了一个数量级,腐蚀电位也发生了正移。DLC涂层具有良好的润滑效果,摩擦系数低至0.06~0.18,磨损率低至2.5×10-7~8.1× 10-7 mm3/(N?m),远低于304不锈钢管基底的磨损率（80×10-7 mm3/(N?m)）。结论 将HiPIMS电源应用于PECVD技术在304不锈钢内壁沉积的DLC涂层具有较高的硬度,与304不锈钢管内壁具有较高的结合力,同时具有优异的耐腐蚀性能和耐磨性以及良好的润滑作用。HiPIMS电源应用于PECVD技术有望应用更长管道内壁DLC涂层的制备。     

等离子喷涂-物理气相沉积热障涂层的表征技术研究进展

等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)是一门新型的热障涂层制备技术。概述了PS-PVD的技术优势,包括高的沉积效率、制备不同结构涂层的灵活性和优良的复杂结构工件适用性等。基于此,简单介绍了不同表征手段的测试原理与过程,重点总结了近年来应用于PS-PVD涂层表征手段的研究进展。包括组织结构相的表征手段:X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射、工业用计算机断层成像技术等;热防护性能的表征手段:隔热性能、静态/循环氧化、抗热震性能、热腐蚀性能测试等;力学性能的表征手段:拉伸性能实验、三点/四点弯曲实验、粒子冲蚀性实验以及纳米压痕实验等;并详细介绍了交流阻抗谱这一电化学无损检测手段。最后,对不同表征手段的准确性、便捷性、客观性等特性进行了总结,根据不同技术的优缺点提出了相应的评价与建议。展望了未来PS-PVD表征手段的三个需要发展的方向:便捷的非接触式诊断方法、高精度的涂层微区结构与性能表征和高效的仿真模拟技术应用。     

德国研发成功含纳米囊体的电镀涂层技术

德国弗劳恩霍夫研究所研究人员开发出了一种含纳米囊体的电镀涂层技术,可在涂层受损时释放修补液,修补划痕,从而向制造具有自愈功能的金属表面又迈出了一步。