精细TiN陶瓷薄膜的抗拉强度和界面结合强度

采用声发射监测悬臂梁弯曲实验法测量并计算出HCD离子镀法制备的精细TiN陶瓷薄膜的抗拉强度,及其与钛基材界面抗剪切强度(结合强度)值分别是:603MPa,242MPa。     

离子束增强沉积TiN薄膜界面结合强度的研究

利用划痕法测定了离子束增强沉积ＴｉＮ薄膜的界面结合力。结果表明，由于在离子束增强沉积过程中ＴｉＮ薄膜和基体之间生成一层厚约３０￣４０ｎｍ的过渡层，从而大大改善了涂层的界面结合强度，其临界载荷可达１４０Ｎ，为一般ＰＶＤ和ＣＶＤ方法所生成的ＴｉＮ膜的３￣４倍，并且发现它并不随膜厚的增加而变化。     

离子束增强沉积TiN薄膜界面结合强度的研究

采用划痕法测定了离子束增强沉积ＴｉＮ薄膜的界面结合力。结果表明，由于在离子束增强沉积过程中ＴｉＮ薄膜和基体之间生成一层厚约３０～４０ｎｍ的过渡层，从而大大改善了涂层的界面结合强度，其临界载荷可达１４０Ｎ，为一般ＰＶＤ和ＣＶＤ方法所生成的ＴｉＮ膜的３～４倍，并且发现它并不随膜厚的增加而变化。     

金刚石薄膜结合强度的测量

本文介绍了新型的、可用于硬质薄膜结合强度测量的刮剥式结合强度测量方法及其装置,利用刮剥法测量了在不同基底（硬质合金和陶瓷基底）上生长的金刚石薄膜的结合强度,研究了基底表面状态及薄膜制备工艺对金刚石薄膜结合强度的影响。研究工作发现,如制备工艺适当,无论是采用热丝ＣＶＤ法还是采用微波离子束法,在基片未经表面处理和经过表面处理两种情况下,金刚石薄膜结合强度强度基本处于同一强度水平。基底的表面处理可以明显     

金刚石薄膜膜基界面结合强度测量技术的研究进展

膜基界面结合强度的测量与评价是金刚石薄膜制备与应用关键问题，本文介绍了国内外金刚石薄膜膜基界面结合强度的几种典型的测量方法，着重探讨了膜基界面结合强度的精确定量测量技术的研究现状以及发展趋势，提出了用一种新的内涨鼓泡测量法，对复杂形状基体上金刚石薄膜膜基界面结合强度进行精确定量检测，为金刚薄膜的制备工艺优化及其质量的评估提供可靠的依据和标准。     

Pd／Ag双层膜系统扩散过程的XRD结构深度分布分析

研究了Ｘ射线衍射的结构深度分布分析新方法，该方法以不同的入射角入射，测量各物查的衍射谱，进而解出中确定深度处薄层的Ｘ射线衍射谱，从而可无损和定量地得到各深度处的衍射线的角度位置，强度和线型等全部结构信息，此方法可是到各确定深度处 结构信息，而不是由表面到某深度处的平均结构信息；并且适用于具有择优取向的样品和吸收系数随深度而变化的样品。     

薄膜/涂层材料界面结合强度评价方法研究进展

薄膜/涂层与基体间的结合强度作为评价膜层质量的关键指标之一,是保证膜层满足力学、电学、光学以及磁学等使用性能的根本前提.薄膜/涂层材料界面结合性能的表征是表面科学与工程领域的重要组成部分,亦是研判和预防界面失效的基本依据.近年来,新材料、新装备、新技术和新工艺的不断涌现,加剧了界面微观结构的复杂性和结果的不可预测性,同...     

用球滚接触疲劳法评定硬质薄膜的结合强度

采用滚动接触疲劳法对气相沉积硬质薄膜的结合强度进行了研究。结果表明,反映膜基结合强度的力学参量为界面最大剪应力幅。采用数值计算的方法,可以定量得到膜基界面处的应力分布。     

金刚石薄膜残余应力的X射线透射测量法

用X射线衍射透射法测量了不同沉积工艺CVD自支撑金刚石薄膜的残余应力，并对应力测试结果进行初步分析。与常规法相比，透射法直接测量薄膜表面不同方向的正应变，计算出正应力值，不需要复杂的转换计算，测量过程简捷、准确，克服了常规法的不足，有利于推动薄膜残余应力的研究。     

滚动接触疲劳法评定硬质薄膜的结合强度

工件大多在交变应力下服役,薄膜的剥落是一个长时间高周次过程,其失败过程属疲劳失效。采用高周次界面疲劳强度作为膜基结合强度的判据,以膜基界面处的切应力△τ表征膜基界面疲劳强度。采用该方法对气相沉积硬质薄膜的结合强度进行了评定,并与划痕法比较。结果表明,薄膜在膜基界面处剥落,该方法对同因素十分敏感,而对非界面因素不敏感,因而是一个有效的测量膜基界面结合强度的方法。可用来比较不同方法制备的不同成分和硬度     

X射线衍射-拉伸法测薄膜应力

薄膜应力的测量一直是一个困难的问题。本文尝试用一种新的方法——X射线衍射-拉伸法,对薄膜的应力进行检测,与侧倾法实验结果相比较,X射线衍射-拉伸法更为准确与可靠。     

QT600球墨铸铁激光淬火相变层残余应力测试研究

利用CO2激光器对QT600球墨铸铁进行了激光淬火处理试验,用X-350A型X射线应力仪测定QT600激光淬火后的表面及其断面残余应力规律,分析了QT600激光淬火后的残余应力形成机理。试验结果表明,在CO2激光工艺参数为输出功率P=800-1200W、光斑直径=3.5-4.0mm、扫描速度V=6-8mm/s的条件下,QT600激光淬火后的残余应力均为压应力,其值在-250MPa以上。在QT600材料表面及断面上测定了Ψ=0°4、5°和90°方向上的残余应力,其值的变化范围小,表明淬火后材料组织结构比较均匀,无明显织构,有利于提高材料的使用寿命。     

添加SnAl元素与中温烧结对Cr/Zr膜基界面结合强度的影响

目的 通过在Cr膜中添加SnAl元素及中温液相烧结,提高锆合金膜基界面结合强度。方法 在Cr靶中添加SnAl元素,制备一种均匀分布的CrSnAl合金靶材（原子比Cr:Sn:Al=95:4:1）,并利用直流磁控溅射（DCMS）技术在锆合金表面制备约5 μm厚的CrSnAl膜层,再将CrSnAl膜层试样放入Ar保护气氛炉中进行中温烧结（温度为600 ℃,时间为30 min）,随炉冷却至室温。利用XRD、SEM、EDS及体式显微镜分析中温烧结对CrSnAl膜层形貌、组织结构及元素扩散的影响;根据涂层弯曲断裂形貌、切削划痕力和切屑形貌综合评价膜基界面结合强度。结果 添加SnAl后,Cr膜层表面孔隙等缺陷明显减少,膜基界面结合强度得到较大提升,从41.7 MPa提升到了45.8 MPa。600 ℃烧结后,CrSnAl膜层韧性增强,并出现韧窝形貌,剪切唇仅为烧结前CrSnAl膜层的1/2,CrSnAl/Zr界面结合强度进一步提升到52.1 MPa。结论 Cr膜中添加SnAl有利于膜基界面元素扩散,对膜基界面结合强度提高有较大影响;中温烧结CrSnAl膜层韧性及膜基界面结合强度均有较大提升,进而改善了膜基界面结合性能。     

MoSi2涂层残余应力和结合强度的有限元分析

目的研究残余应力对MoSi_2涂层结合强度的影响。方法基于粉末包渗法(PC)制备的MoSi_2涂层在退火前后的微观形貌和相组成,建立有限元分析模型,计算MoSi_2涂层在退火前后的残余应力。根据涂层法向和切向残余应力随涂层厚度的变化,并结合涂层在退火前后结合强度随涂层厚度的变化规律,研究残余应力对涂层结合强度的影响。结果有限元模拟结果表明,MoSi_2涂层的法向残余应力随涂层厚度的增加而减小。涂层的切向残余应力在涂层界面边缘处形成应力集中,并且最大切向残余应力随涂层厚度的增加而增大,与涂层结合强度的变化趋势相吻合。此外,退火后,MoSi_2涂层的法向残余应力几乎没有变化,但是最大切向残余应力下降了10%左右,结合强度提高了20%左右。结论粉末包渗法(PC)制备的Mo Si_2涂层的结合强度受切向残余应力的影响,涂层切向残余应力增大,导致涂层结合强度降低。退火处理能够起到有效改善涂层界面切向残余应力集中的作用,对于提高涂层结合强度有明显的效果。     

Ti6Al4V零件铣削加工表面等效残余应力与作用深度的测量及其有限元分析

金属零件在切削加工后,其被加工表面会形成一残余应力层,其所引起零件的变形是影响精密弱刚性零件精度的重要的因素。为了预测Ti6Al4V零件因铣削加工表面残余应力而引起的变形,本文介绍一种测量表面等效残余应力及其作用深度的方法而达到此目的。通过对被加工面的对面进行两次腐蚀去除材料的操作使得零件的厚度和中性层的位置发生变化,测量此过程中零件挠度和表面应变的变化,进而计算得铣削加工引起的零件表面等效残余应力及其作用深度值。通过有限元分析验证该方法得到的结果,发现有限元计算得到的零件挠度和应变的变化与实际测量值非常吻合,因此可以断定该方法得到的结果是正确的,其可以正确评估铣削加工引起的表面残余应力性质和大小并能准确预测零件铣削加工后因表面残余应力而引起的工件的变形量,从而可以预测零件是否满足精度要求。     

电沉积-水热合成法制备的生物陶瓷涂层与基体界面结合强度的研究

采用电沉积水热合成法和高温煅烧相结合的方法，制备了生物陶瓷涂层，研究了涂层与基体间过渡层的物相组成和界面结合强度。用X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)和粘接拉伸法进行分析。结果表明：水热合成后，界面结合强度较低，为7．04MPa。在空气中煅烧，700℃以下时，界面出现极薄TiO2层，同时随着煅烧温度的升高，界面结合强度提高；800℃以上时，由于厚而疏松过渡层TiN的出现，界面结合强度反而下降。为获取对骨生长有利的HAP β-Ca3(PO4)2双相结构，且界面结合强度高的涂层材料，将原始试样用NaOH碱液处理并进行电沉积水热合成，在氩气中900℃煅烧后，过渡层为薄且致密的TiO2层，界面结合强度高达22．39MPa。     

X-ray diffraction measurement of residual stress and crystal orientation in Au/NiCr/Ta films prepared by plating

Au/NiCr/Ta films were prepared by plating and then annealed at 400 °C in Ar gas for an hour. The Au diffraction peak positions including incidence angles 0°, 15°, 30°, and 45° were measured by a glancing incidence X-ray diffraction (GIXRD) method. Residual stresses were then calculated using the sin²ψ method. The results indicate that the residual stress in the as-deposited Au/NiCr/Ta films was about 50 MPa, but was decreased down to − 5 MPa in average after samples annealing. The XRD analysis on crystal orientation shows that only the diffraction peaks of Au were found. There are no alloying phases in the plating Au film, and the interlayer of NiCr and Ta is too thin to be detected by the conventional XRD. The XRD also revealed that the films are highly textured with Au-(111) or a mixture of Au-(111) and Au-(200) orientation, and the (111)/(200) intensity ratio decreases after samples annealed.