不同电场环境对镀料脱靶方式及TiN镀层微观结构的影响

当前主流的镀层沉积技术中,电弧离子镀因镀料熔融喷溅脱靶致镀料中夹杂微米尺度高温颗粒,易使镀层表面粗糙和基体高温损伤;直流磁控溅射因镀料碰撞溅射脱靶致离化率低,易使镀层厚度不均和组织疏松。为解决以上技术缺点,依据气体放电等离子体物理学知识,采用新型阶梯式双级脉冲电场诱发阴极靶材与阳极腔体间气体微弧放电,依靠微弧放电后产生的高密度等离子体,增强Ar+对靶面的轰击动能和靶面产生的焦耳热,实现镀料由碰撞溅射脱靶向热发射脱靶的转变,并以此提高镀料的离化率,达到改善镀层结构的目的。实验结果表明：双级脉冲电场诱发的气体微弧放电呈现出耀眼白光,而靶面形貌则表现出高低起伏的凹坑和水流波纹,其靶面形貌不同于镀料碰撞溅射脱靶后的多边形凹坑,说明靶面局部区域的镀料以热发射方式脱靶。同时,在双级脉冲电场下制备的TiN镀层具有较为致密的组织结构,沉积速率可达51nm/min。     

离子轰击镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响

研究了偏压镀、循环氩离子轰击镀和间歇式镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响．结果表明,3种离子轰击镀方法对铝镀层的组织产生强烈影响，且组织的致密程度与其防腐蚀性能呈现了较好的一致性．在-100V、-200V和-500V偏压条件下，镀层组织致密、防腐蚀性好；在-300V偏压下，镀层的致密性和防腐蚀性均差，未加偏压(0V)的次之；循环氩离子轰击镀和间歇式镀对提高镀层的致密性和防腐蚀性更为显著．离子轰击镀沉积的铝镀层均可不同程度地为铀提供好的保护效果．     

电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响

目的通过研究电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响,进而改善Ni-SiC纳米复合镀层的性能。方法采用直流电沉积和脉冲电沉积分别制备Ni和Ni-SiC纳米复合镀层,使用扫描电镜和能谱仪研究镀层的表面形貌和成分,通过测量施镀前后镀件质量差计算沉积速率,采用硬度计测量了镀层的硬度,利用极化曲线和电化学阻抗方法研究镀层在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能,分析了直流电沉积方式和脉冲电沉积方式对镀层各项性能的影响。结果脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层的表面形貌更加致密、均匀、光滑,镀层硬度为616.3HV,自腐蚀电流为9.56×10~(-6) A,比直流电沉积制备的Ni-SiC纳米复合镀层的硬度和耐蚀性能均有所提高。结论电沉积方式对复合镀层的性能有很大影响,脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层具有更好的性能。     

磁控溅射铬镀层的微观组织结构研究

采用磁控溅射技术制备了铬镀层,利用X射线衍射仪研究了铬镀层的物相和择优生长取向,并结合扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、分析了铬镀层的微观组织结构.研究结果表明:磁控溅射铬镀层呈多晶态结构,以Cr(110)晶面为择优生长面;铬镀层截面呈柱状生长特性,在沉积的最初阶段即形核晶化,随着沉积时间的延长,晶化程度逐渐提高.     

磁控溅射类石墨镀层的微观组织观察与分析

利用非平衡磁控溅射系统制备了含微量Cr的类石墨镀层,使用四点探针法测量所制备镀层的电阻率,测试结果表明所制备镀层工作层为类石墨层。使用SEM观察了镀层形貌,使用TEM及HRTEM观察了镀层的微观组织并利用选区电子衍射分析了镀层相结构,观察和分析结果表明:镀层表面质量良好,镀层的纯Cr金属底层为柱状晶结构,过渡层的晶体结构为非晶相中嵌有Cr纳米晶结构;工作层为非晶结构。测定了镀层的硬度、结合力,以及在不同载荷下的摩擦因数和比磨损率,测试结果表明:所制备镀层具有高硬度、高结合力、低摩擦因数和低比磨损率,且高载下比低载下有更低的摩擦因数。分析和讨论的结果还表明:工作层的非晶结构,是使所研究镀层具有高硬度、高结合力、低摩擦因数、低磨损率低的主要原因。     

稀土铈对Ni-P镀层组织和性能的影响

目的研究稀土铈对Ni-P镀层表面组织、沉积速率和耐腐蚀性能的影响,提高沉积速率,改善镀层表面质量,进而提高镀层的耐腐蚀性能。方法采用酸式化学镀方法在50钢基体表面制备了添加稀土铈的Ni-P合金镀层,研究稀土铈的添加量对Ni-P合金镀层表面组织形貌和性能的影响。采用金相显微镜观察镀层表面组织形貌,参照GB/T13913—2008计算镀层沉积速率;使用HV-1000Z型显微硬度计测定合金镀层的硬度,采用均匀腐蚀全浸试验法测试合金镀层在5%NaCl溶液和10%NaOH溶液中的耐蚀性能。结果稀土铈的添加量为40 mg/L时得到的合金镀层组织细小、均匀、平整、致密,沉积速率达到最大值10.4 mg/(cm2·h)。随着稀土铈添加量的增加,镀层硬度明显增大,在稀土铈质量浓度为60 mg/L时,最大硬度值达到487.2HV,硬度提高了13.5%。Ni-P合金镀层在5%NaCl和10%NaOH溶液中耐腐蚀实验结果表明,未添加铈的镀层腐蚀速率最大,添加稀土铈的镀层腐蚀速率呈现先降低后增加的趋势,稀土铈质量浓度为40 mg/L时,镀层的腐蚀速率最低。结论稀土铈可以明显改善镀层表面质量,提高镀层沉积速率、硬度和耐腐蚀性能。     

热浸镀Zn11Al3Mg0.2Si合金镀层微观组织实验研究

主要研究了热浸镀Zn11Al3Mg0.2Si合金镀层的微观结构及组织特征,利用扫描电镜SEM及其能谱附件EDX观察分析了锌铝镁镀层表面以及截面的微观结构、合金层的形貌、镀层中各相的成分组成,利用辉光放电发射光谱仪GD-OES分析了镀层中各元素沿深度方向的分布,利用电子探针EPMA分析了镀层中各元素的分布,利用X-射线衍...     

电刷镀纳米颗粒复合镀层的组织与沉积过程

采用电刷镀技术制得了纳米复合镀层,并用SEM和TEM对其表面形貌、断面组织和微观结构进行了表征,探讨了镀层的生长过程.结果表明,纳米复合镀层表面形貌比较细腻平整,断面组织细小,纳米颗粒均匀弥散分布在基质金属中且结合紧密.镀层的沉积过程可分为三个阶段:均匀生长阶段,微凸体形成阶段和树枝状晶形成阶段.     

镀液组成对Zn-Fe-SiO2合金复合镀层成分的影响

采用电沉积的方法,制备了Zn-Fe-SiO2合金复合镀层,并研究了镀液组成对镀层成分的影响,发现主盐浓度是影响Zn-Fe-SiO2复合镀层铁含量的主要因素;导电盐(NH4)2SO4的添加有利于提高镀层的铁含量,但影响比较小;配合剂C6H8O7*H2O的添加有利于降低镀层的铁含量,但影响比较小;SiO2的添加量增大时,在一定限度内有利于提高镀层的SiO2含量,但基本上不影响镀层中锌铁的含量.     

合金化效应对Ni-W镀层微观组织和力学性能的影响

通过研究微量合金元素W(＜2.0at％)添加下,电沉积Ni-W镀层表面形貌、微观组织和力学性能的变化,探索了材料制备工艺与微合金化对改善Ni-W镀层组织、进一步提高力学性能的内在机制.结果表明,Ni-W镀层为单相fce结构,随着W含量的增加,镀层表面从粗大的棱锥界面沟槽转变为均匀分布的微孔,同时表面粗糙度和晶粒尺寸逐渐...     

磁控溅射铝膜的微观结构对磁致冷钆腐蚀性能的影响

研究了表面镀铝和未镀铝的钆的静态和电化学腐蚀试验。结果表明,未镀铝的钆在水作用下表面形成大量裂痕,而多角状的铝膜结构由于点蚀坑的存在比片状铝膜结构的耐腐蚀性能差。片状铝膜由于与基体之间形成有效的物理阻挡,且片状结构致密,延长了阴极保护。因此,制备表面层状铝膜结构是显著提高磁制冷钆表面耐腐蚀性能行的有效方法。     

铝含量对IF钢热镀铝锌层组织和性能的影响

向热浸镀锌液中分别添加(质量分数)0.2%、1.0%、5.0%的Al,借助体视显微镜和SEM观察了IF钢表面镀层的微观结构,采用万能试验机进行三点弯曲试验,研究了不同Al含量对热浸镀镀层组织和性能的影响规律。结果表明,热镀铝锌镀层表面平整,存在网状沟槽,沟槽处为α(Al)+η(Zn)和Fe-Al-Zn金属间化合物。随着Al含量的增加,镀层表面龟甲块逐渐细小,镀层厚度逐渐增加。由于硬度高、脆性大,弯曲时裂纹从金属间化合物处发源,且随Al含量增多裂纹逐渐增多并平行排列。     

超声波熔体处理方法对纯铝铸锭凝固组织的影响

研究了超声波熔体处理方法对纯铝铸锭凝固组织的影响，分析了没有添加除气剂不进行超声波处理、只添加除气剂不进行超声波处理、既添加除气剂又进行超声波处理的情况，以及超声波对纯铝凝固组织影响的原因。研究结果表明，采用合适的超声波振动处理时间，可以提高铸锭晶粒的细化率。     

AZ31镁合金磁控溅射镀铝膜的性能研究

采用超真空磁控溅射镀膜设备在AZ31镁合金表面进行了铝保护膜的镀覆,利用辉光放电光谱分析和纳米压痕/划痕试验技术,研究了镀层的成分和显微力学性能随薄膜深度的分布。结果表明,铝镀层在镁合金基体表面形成,镀层和基体之间存在混融的过渡层,铝镀层的表面硬度、弹性模量等高于镁合金基体的,并随深度增加而递减,膜层与基体结合良好并表现出一定塑性,镀铝膜有利于镁合金表面防护层的形成。     

超声波冲击法对微弧火花沉积涂层性能的影响

在相同条件、机制下制备微弧火花沉积试样,在超声波冲击处理前后,对试样采用拉伸试验、显微硬度检测、残余应力检测、X光检测、耐蚀性试验和显微组织观察等试验方法开展了对比分析,研究了超声波冲击处理对微弧火花沉积涂层性能的影响。结果表明,对微弧火花沉积涂层进行超声波冲击,能够减少层间孔隙、疏松、未熔合等缺陷,致密沉积涂层,提高沉积涂层抗拉强度,可有效改善沉积表面强化层的应力分布,使表面呈现压应力状态。选择耐腐蚀性能较强的沉积材料修复飞机零件表面局部损伤、腐蚀缺陷,并进行超声波冲击将能大大提高飞机零件抗腐蚀能力。     

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

本文中,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的基材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 oC,涂层变得表面平滑,结构致密。硬度和弹性模量随沉积温度的升高而升高。划痕实验表明：当沉积温度分别为室温,150 oC 和250 oC时,临界载荷为3.85 N, 3.45 N 和5.10 N。当沉积温度为250 oC时,涂层的摩擦系数和磨损量最小,磨损机制主要为磨粒磨损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脆性断裂和磨粒磨损。     

铝薄膜对烧结NdFeB磁体耐蚀性能的影响

采用直流磁控溅射的方法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al薄膜提高磁体的耐蚀性能。研究膜厚及溅射功率对薄膜结构和耐蚀性能的影响。利用SEM对Al薄膜的微观结构进行分析,并采用动态极化曲线和中性盐雾实验分析Al薄膜耐蚀性能。均匀致密的Al薄膜的形成是获得良好耐蚀性能的必要条件。在51-82 W溅射功率下制备的6.69μm的Al薄膜具有良好的耐蚀性能。     

非平衡磁控溅射Cp/AlSn镀层组织结构与性能

利用非平衡磁控溅射离子镀技术在铝基轴承合金表面沉积Cp/Al Sn复合镀层。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对镀层的微观形貌进行观察,并对镀层的维氏硬度和摩擦学性能进行了测试。结果表明,非平衡磁控溅射离子镀Cp/Al Sn镀层,当碳靶电流在0.2~0.8 A范围内,镀层呈等轴结构生长,随碳靶电流增大,镀层晶粒逐渐细化,且致密度增加;在Cp/Al Sn复合镀层中,Al、Sn和C元素分别以单质形式存在,且随掺碳量增加,Cp/Al Sn复合镀层非晶特征逐渐增强;随碳靶电流增加,镀层硬度增加,摩擦系数减小,电流为0.8 A时,镀层硬度最高为230 HV0.025。摩擦系数最低为0.09,磨损率先减小后增大,碳靶电流为0.4 A时,镀层的磨损率最低为6.6×10-16m3/(N·m),其磨损机制逐渐由粘着磨损转变为磨粒磨损。     

反应溅射制备AlN薄膜中沉积速率的研究

通过对浅射过程中辉光放电现象及薄膜沉积速率的研究，发现随着氮浓度的增大，靶面上形成一层不稳定的AlN层，由于AlN的溅射速率远小于Al，从而使薄膜的沉积速率显著下降。同时还研究了其它溅射参数对薄膜沉积速率的影响。结果表明：随靶基距的增大靶功率的减小，不同程度引起沉积速率的下降；随着溅射气压的增大，最初沉积速率不断增大，当溅射气压增大到一定程度时，沉积速率达到最大值，之后随溅射气 压的增大，又不断减小。