离子束辅助磁控溅射沉积铬-铜-氮薄膜的结构与性能

应用低能离子束辅助磁控溅射（IBAMS）沉积铬-铜-氮薄膜,研究了铜含量和轰击能量对薄膜结构、硬度和断裂韧度的影响。结果表明：在相同的轰击能量（400eV）下,铜含量对薄膜结构和硬度的影响不明显,但是铜的加入有利于提高薄膜的断裂韧度;离子辅助轰击能量从400eV增加到800eV时薄膜的结构发生了显著变化,断裂韧度和硬度均大幅度提高。     

机械合金化结合冷压烧结制备铜-锆合金的组织与性能

采用机械合金化结合冷压烧结的方法制备了不同锆含量的铜-锆合金,用X射线衍射仪和扫描电镜等对制备的复合粉体进行了表征,并研究了球磨时间、烧结温度和保温时间、锆含量等因素对合金电阻率、硬度及抗弯强度的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,复合粉体的主衍射峰强度逐渐降低,而铜-锆金属间化合物的衍射峰强度逐渐增加,颗粒由片状转变为近球状,而烧结后制得合金的电阻率和硬度逐渐升高;提高烧结温度和保温时间可以使合金的导电性能提高,但硬度下降;随着锆含量的增加,合金的电阻率、硬度及抗弯强度均不断增加.     

钨含量对WC/DLC复合薄膜摩擦学性能的影响

利用等离子体辅助化学气相沉积技术复合非平衡磁控溅射技术制备具有不同钨含量的WC/DLC复合薄膜。通过调节WC靶功率实现薄膜中钨含量的控制,用EDS能谱仪测量薄膜中的钨含量,采用SEM分析薄膜的表面形貌和结构,采用Raman光谱分析不同钨含量对薄膜结构的影响,采用纳米硬度测试仪测试薄膜的纳米硬度,在球-盘摩擦试验机上测试薄膜在大气环境中的摩擦学性能,研究薄膜的力学性能、摩擦学性能与薄膜中钨含量之间的关系。结果表明:薄膜中的钨含量随着WC靶功率的增加而增加;制备的薄膜具有典型的类金刚石碳膜结构,并且薄膜中的sp3键含量以及薄膜硬度都随着钨含量的增加而增大;摩擦因数和耐磨寿命随着钨含量的增加呈先减小后增加的趋势,薄膜的摩擦因数在钨原子质量分数为41.67%时最小,在此参数下的耐磨寿命也最优异。     

微量Ag对无氧铜性能的影响

研究了微量Ag(Ag≤0.1%）对无氧铜性能的影响，结果表明：经Ag强化的无氧铜银合金，在电导率下降甚少的情况下，显著提高了抗拉强度、硬度和软化温度。无氧铜银合金（Ag=0.08%）的性能分别达到：IACS＝97.3%、σb=450MPa、HV5＝135和Tc＝250℃。     

熔渗烧结法制备铜钨合金的性能研究

采用自行设计、制造的硅化钼高温烧结炉通过熔渗烧结法制备CuW80合金,探索熔渗烧结过程中的压制成型工艺对CuW80合金组织和性能的影响。采用显微硬度仪测量样品纵横截面剖面的显微硬度,并通过三维视频显微镜来对试样的微观组织拍照。结果表明,试样边缘的硬度比其他部位的硬度低,而铜组织占合金组织的比例从芯部至边缘呈下降趋势。这也表明了压制成型过程中混合粉末与模具内壁的摩擦会造成合金样品边缘的硬度下降。     

薄膜厚度对直流脉冲磁控溅射Mo薄膜光电性能的影响

采用直流脉冲磁控溅射方法在SLG衬底上沉积CIGS太阳电池背接触Mo薄膜,研究了薄膜的光学和电学性能随厚度的变化关系。结果表明,随着薄膜厚度的增加,薄膜的电阻率先降低后增加,在厚度284.3nm处电阻率最低,为7.3×10-4Ω.cm。不同厚度的Mo薄膜在各个波长处(200~840nm)反射率都随波长的增加而增大。随着薄膜厚度的增加,平均反射率总的呈下降趋势,在薄膜厚度284.3nm时出现一反射率高峰,其在200~840nm波长范围内的平均反射率达43.33%。     

铜锑合金成分对其性能的影响

铜锑合金是一种新型耐磨无锡青铜，具有良好的铸造性能和耐磨性能，并着重阐述了铜锑合金的成分对其性能的影响。     

V含量对TaVN薄膜微观结构与摩擦学性能的影响

为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制,利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明：TaVN 薄膜为面心立方结构,不同V含量的TaVN薄膜均在（111）晶面呈现择优取向;随着V含量的增加,TaVN 薄膜（111）晶面出现向大角度偏移的现象;不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙,膜层与基体间界面清晰,截面呈明显的柱状晶结构;随着V含量的增加,TaVN 薄膜硬度先升高后降低,当TaV靶材中V原子分数为15%时,硬度最高;随着V含量的增加,摩擦因数降低,其原因是在摩擦的过程中,薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5;随着V含量的增加,TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。     

基体偏压对磁控溅射制备CrAlN薄膜摩擦学性能的影响

通过分析不同基体偏压下磁控溅射(PVD)CrAlN薄膜的结构特征、硬度规律及磨痕形貌,研究基体偏压对CrAlN薄膜的结构、硬度及摩擦磨损性能的影响。借助扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察CrAlN薄膜的表面形貌及三维形貌。采用纳米压痕仪对CrAlN薄膜的硬度进行测定。利用球盘式摩擦磨损试验机测定CrAlN薄膜的摩擦系数,并观察薄膜的磨痕形貌,分析薄膜的磨损机理。结果表明:当基体偏压低于150V时,薄膜表面颗粒的平均尺寸随偏压增大而逐渐减小;当基体偏压超过150V时,薄膜表面出现有明显的缺陷。随着基体偏压的增大,薄膜的硬度呈先升高后降低的趋势,并在基体偏压约为150V时达到最大值为27.5GPa;薄膜的摩擦系数呈先减小后增大的趋势,并在基体偏压约为150V时达到最小值0.25;磨痕呈不同程度的犁沟状,在基体偏压为150V时磨痕形貌平整且犁沟最小。当基体偏压为150V时,CrAlN薄膜的表面缺陷最小、硬度最大、摩擦系数低和综合性能最好,薄膜的磨损机理为磨粒磨损。     

铜包石墨含量对铜锰铝复合材料摩擦磨损性能的影响

为改善铜锰铝合金的烧结性能,并提高其在干摩擦下的摩擦磨损性能,以铜包石墨作为自润滑相加入到铜锰铝合金中,采用等离子真空压力烧结方法制备铜锰铝/石墨复合材料,分析铜包石墨含量对复合材料的密度、硬度的影响,探讨不同复合材料在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能.结果表明:相比真空和氢气还原气氛下的烧结方式,等离子体烧结铜锰铝...     

氮化钛硬质薄膜的制备和性能分析

研究热阴极离子镀设备制备TiN薄膜膜层的主要性能。采用自主研发的XH-830型热阴极离子镀膜机,在硬质合金ZK1基体上制备TiN薄膜;利用X射线衍射仪,自动划痕仪,显微硬度计和扫描电镜对薄膜进行了结构分析和性能检测。采用XH-830镀膜机能制备单一的TiN薄膜,膜层晶体为细小的柱状晶,膜-基结合力能达到81N,TiN硬度达到2240HV以上,经切削试验证明,能提高被镀刀片寿命30％。     

冷却速度对铬钒钨合金白口铸铁组织性能的影响

研究了不同冷却速度对铬钒钨合金白口铸铁组织性能的影响。     

非晶合金薄膜铜衬底的低损伤超光滑制备

依据非晶合金薄膜生长对铜衬底的超光滑和低损伤要求,通过采用蓝宝石替代物实现进行式机械研磨。数值模拟结果表明能有效降低铜衬底的表面应力,试验测试表明替代物蓝宝石基片能有效地改善Rt值分布;通过设计开发动压浮离抛光基盘,利用液动压效应使得抛光时铜衬底与磨粒之间呈软性接触状态,改善了抛光的润滑状态。综合采用纳米压痕、NT9800白光干涉仪、透射电镜分析铜衬底表面及亚表层特性,测试分析结果表明,制备的铜衬底表面粗糙度Ra0.37 nm、Rt4.94 nm,亚表层材质致密均匀,亚表面晶格分布有序,晶格间的距离较一致,采用进行式机械研磨和动压浮离抛光方法对铜衬底实现了低损伤超光滑制备。     

铜钨合金的小孔加工

分析了用传统加工工艺方法加工某零件小孔失败的原因,详细介绍了自行设计的铰刀结构参数和新的工艺方法,可使废品率大大降低.     

射频磁控溅射制备HfMoNbZrNx薄膜的组织和性能

利用射频磁控溅射技术分别在单面抛光Si(001),Al₂O₃(0001)和硬质合金(WC-8 wt.%Co)基底表面沉积HfMoNbZrN_x薄膜,研究不同氮气流量R_N对HfMoNbZrN_x薄膜的组织和性能影响。结果表明,HfMoNbZr薄膜倾向于形成非晶态,随着R_N的增加,HfMoNbZrN高熵合金氮化薄膜转变为面心立方(FCC)结构并且沉积速率下降;当R_N=10%时,薄膜硬度和弹性模量最大,分别为21.8GPa±0.88GPa和293.5GPa±9.56GPa;所有薄膜均发生磨粒磨损,相较于多元合金薄膜,氮化物薄膜的磨损率下降了一个数量级,薄膜耐磨性显著提高。     

油润滑对镍钨合金刷镀层摩擦学性能的影响

为了将镍基合金刷镀技术应用于机械装备的摩擦构件中,运用电刷镀工艺制备了镍钨合金(Ni-W)镀层,研究了油润滑条件下镍钨合金刷镀层的摩擦磨损行为与机制.研究结果表明:油润滑显著地降低了镍基合金刷镀层的摩擦因数和磨损率,且可使摩擦因数随时间变化的波动幅度大大减少,并有效提高了刷镀层由轻微磨损向严重磨损的临界载荷.低载荷和油润滑条件下,镍钨合金刷镀层磨损机制主要是微观切削磨损和多次塑变磨损;高载荷条件下,镀层的磨损机制表现为微观断裂磨损为主,并伴随晶粒剥落现象.     

钪含量和固溶工艺对Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金组织和性能的影响

设计了钪质量分数分别为0.02%,0.07%,0.12%的Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金,研究了钪含量以及固溶温度(450～490℃)和时间(0.5～5 h)对铸态合金组织和性能的影响。结果表明：随着钪含量的增加,合金的晶粒细化,晶界处的粗大第二相增多,硬度降低。经470℃×1 h固溶后,含质量分数0.02%钪的合金的硬度最高;继续提高固溶温度或延长固溶时间会导致晶粒尺寸增大,同时延长固溶时间还会导致晶界处聚集块状第二相,因此硬度降低。     

磁控溅射薄膜附着性能的影响因素

磁控溅射薄膜技术的应用日趋广泛,溅射薄膜的附着性是制约薄膜性能和使用效果的关键因素。本文结合作者进行的研究,参考国内外参考资料和文献,对薄膜附着性的影响因素做了综合评述,为提高和改善薄膜使用性能提供指导和参考。