锆合金表面TiAlN和TiAlSiN涂层微观形貌和性能的研究

对Zr-4合金表面分别进行多弧离子镀TiAlSiN涂层和TiAlN涂层。利用扫描电镜对涂层进行表面微观形貌观察;利用ImageJ对涂层大颗粒分布进行统计和分析;利用X射线衍射仪对涂层进行物相分析;利用自动划痕仪对涂层的力学性能进行检测;利用高温热处理炉对涂层试样进行800℃高温抗氧化实验。结果表明:TiAlSiN涂层表面的大颗粒数较TiAlN涂层的少。TiAlSiN涂层中除了与TiAlN涂层共同拥有的Ti_2N、Ti_3AlN物相外,还生成了AlN物相和非晶相Si_3N_4。由于Si元素的加入引起残余应力,TiAlSiN涂层的膜基结合力低于TiAlN涂层。TiAlSiN涂层试样的氧化增重远低于TiAlN涂层的氧化增重。     

占空比对多弧离子镀TiAlN涂层表面形貌和性能的影响

采用多弧离子镀技术在不同的占空比条件下于锆合金表面制备TiAlN涂层。利用扫描电子显微镜观察涂层的表面和截面微观形貌;利用能谱分析涂层的表面元素成分;利用箱式电阻炉测试涂层在800℃空气中持续进行3h的高温氧化性能;利用自动划痕仪在常温下测试涂层的膜基结合力;利用X射线衍射仪分析涂层的物相组成。结果表明:占空比可显著影响TiAlN涂层的表面和截面的微观形貌、元素成分比例、高温抗氧化性、膜基结合力及物相组成。随占空比增大,TiAlN涂层表面的大颗粒数目减少,表面质量得到改善,涂层的沉积速率先增大后减少,致密性一直增加;能谱分析表明Al元素与Ti元素质量比逐渐减小,Al元素与Ti元素的质量比值最大为2.437;占空比为50%时所制备涂层的高温抗氧化性能最好,膜基结合力最大,为32N;占空比为30%时,TiAlN涂层中Ti_3AlN表现出(111)晶面、AlN在(100)晶面择优取向,随占空比增加,物相无择优取向现象。以50%占空比的工艺参数镀TiAlN涂层表面质量较好,膜基结合力较强,高温抗氧化性能优良。     

阴极弧离子镀TiAlSiN涂层摩擦与磨损行为

采用阴极弧离子镀法在GH4169合金表面制备了TiAlSiN涂层,通过扫描电镜和能谱仪分析了其表面和界面的形貌和能谱,用轮廓仪测试了涂层表面粗糙度.在往复式摩擦磨损试验机上进行了涂层摩擦与磨损实验,通过能谱仪分析了涂层表面磨损后点能谱和面能谱,考察了TiAlSiN涂层的摩擦因数和磨损性能,对其磨损机理进行了讨论.实验结果显示涂层表面组织结构较为致密,表面粗糙度为194.57 nm;涂层主要成分为Ti、Al、Si和N元素,Si原子细化了TiN和AlN晶粒;涂层结合界面发生了化学反应和成分的相互扩散,其结合形式为化学结合;涂层摩擦因数平均值为0.493,磨损形式为磨粒磨损;磨损痕迹面扫描结果表明,磨损后Al和Ti形成的氮化物减少,Si和N原子无明显的减少现象,涂层耐磨性增强主要依赖于Si和N形成的化合物.     

气体总流量对多弧离子镀TiN涂层表面形貌和力学性能的影响

采用多弧离子镀膜技术在硬质合金基体表面沉积TiN涂层,研究了气体总流量对TiN涂层表面形貌和力学性能的影响。通过SEM观察涂层表面形貌,利用ImageJ图像处理软件对涂层的像素分布进行统计和分析,并通过自动划痕仪和纳米压痕仪对涂层的力学性能进行表征。结果表明,随着气体总流量的增加,涂层表面大颗粒的数量和尺寸均在增加,涂层附着力先增大后减小,而显微硬度先减小后增大;当气体总流量为300mL/min时,涂层气坑数量最多,附着力最大,为106.4N;当气体总流量为100mL/min时,涂层显微硬度最大,为HV3 021。     

钛合金表面多弧离子镀TiAlN薄膜微观组织结构及性能研究

采用多弧离子镀技术在TC11钛合金基体上沉积了TiAlN涂层。金相截面组织观察和扫描电镜表面形貌照片显示,制备出的膜层连续、光滑、孑L隙率低、组织致密;X射线衍射分析表明,膜层的相结构中大致含有以下组成相：（Ti,A1）N、Ti2A1N、Ti。用EDS能谱分析对膜层中的元素含量进行了测定,发现Al元素出现了成分负偏析。性能测试表明,TiAlN膜具有较高的硬度和膜／基结合力。     

多弧离子镀多元合金研究

采用多弧离子镀工艺研究了以Inconel 625为阴极靶材制备多元合金镀层的规律。用化学分析、金相、SEM,TEM,X射线衍射以及电化学极化等方法,发现了镀层成分与原靶材成分基本相似,以凝滴堆垛为特征的镀层形貌,初始非晶膜的形成和沿(111)面择优加厚生长以及合金耐蚀性在镀层中基本复现等规律。研究了镀层孔隙率、单源沉积速率以及粗大颗粒分布等问题。观察到了阴极斑点孔洞内部结构细节,获得了新的结果。     

弧电流对多弧离子镀纯Cr涂层组织性能的影响

采用多弧离子镀技术在锆合金表面制备了纯Cr涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和划痕仪分析了弧电流对纯Cr涂层表面形貌、物相结构以及膜基结合力的影响,并采用Image J图像处理软件对纯Cr涂层表面大颗粒分布进行统计和分析。结果表明,随着弧电流的增大,纯Cr涂层表面大颗粒尺寸先增大后减小,单位面积内大颗粒数目则先减少后增多,同时纯Cr涂层的择优生长趋势由(110)晶面变为(200)晶面,且纯Cr涂层与锆合金基材的膜基结合力先减小后增大。     

多弧离子镀制备的CrTiAlN涂层的结构和摩擦学性能

用自行设计的多靶阴极电弧离子镀系统在单晶硅和硬质合金衬底上沉积CrTiAlN硬质涂层,用X射线衍射、X射线光电子能谱和扫描电镜系统研究衬底偏压和N2气分压对CrTiAlN涂层结构、形貌和摩擦学性能的影响。结果表明CrTiAlN涂层为面心立方CrN和TiAlN的复合涂层。衬底偏压、N2气分压对涂层的表面形貌、显微硬度和抗磨损性能有较大影响,在氮气分压为5.0 Pa、衬底偏压为-200 V的优化条件下,得到表面光滑的CrTiAlN涂层,涂层硬度为29 GPa,涂层对氮化硅摩擦副的摩擦因数为0.37,沉积速率3.8μm/h。     

钼合金表面Zr和B_4C反应烧结制备陶瓷涂层

以Zr和B_4C等粉末为原料,采用喷涂和反应烧结方法在钼合金表面形成陶瓷涂层,研究反应烧结工艺对涂层表面形貌、相组成和相结构的影响,再通过硅扩散反应形成抗氧化涂层,研究抗氧化涂层对钼合金在1 500℃静态抗氧化行为的影响。结果表明:钼合金表面Zr-B_4C在1 700℃反应烧结2h形成多孔陶瓷结构,烧结产物主要含ZrC及少量的Mo_2C和MoB等物相。涂层在1 500℃抗氧化寿命达10h以上,1 500℃氧化1 h,质量增加速率为1.175 mg/cm~2。     

多弧离子镀技术及其在切削刀具涂层中的应用

主要介绍了多弧离子镀技术的工作原理、特点和研究进展,分析了多弧离子镀的主要工艺参数与涂层性能之间的关系,最后说明了多弧离子镀技术在切削刀具涂层中的应用。     

多弧离子镀TiN涂层的N_2/Ar流量参数研究

利用多弧离子镀在硬质合金基体上制备TiN涂层,研究了N_2/Ar流量比对TiN涂层表面大颗粒分布与力学性能的影响。通过扫描电镜观察TiN涂层的表面形貌,并利用Image J图像处理软件对大颗粒的数量和尺寸进行了分析,通过自动划痕仪和纳米压痕仪对涂层的力学性能进行表征。结果表明:随着N2流量的增加,涂层表面沉积颗粒的最大直径和平均直径逐渐减小,涂层的附着力整体呈现增加趋势,显微硬度则先增大后减小。     

High temperature oxidation resistance of CrN/(Ti,Al,Zr,Cr)N bilayer films deposited by multi-arc ion plating

CrN/(Ti,Al,Zr,Cr) N bilayer films were successfully deposited on cemented carbide( WC-8% Co) substrates by multi-arc ion plating process using two Ti-Al-Zr alloy targets and one pure Cr target. As a result of bilayered structure and addition of alloying elements( e. g. Al and Cr),the films exhibited excellent high temperature oxidation resistance under both short-term isothermal( up to 800 ℃) and long-term cyclic( up to 600 ℃) exposure conditions. Combined with pre-established outstanding tribological properties( e. g. maximum hardness of 4 000HV0. 01 and maximum adhesion strength over 200 N),these observations make such films quite a promising candidate to extend the cutting tool life span and boost the performance in high-productivity,high-speed and high-feed cutting or in dry machining conditions.     

镀液中硫酸镍浓度对镍钨合金镀层电镀质量的影响

研究了通过电镀的方法在钢基体上获得镍钨合金镀层的方法,通过镀层成分和镀层形貌研究了硫酸镍浓度对镍钨合金镀层电镀质量的影响．结果表明当硫酸镍浓度为40g／L时,镀层形貌最好,电镀质量最高．     

Improvement of Ti alloy fatigue properties by Pt ion plating

The effect of Pt ion plating on the high cycle axial fatigue life of Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo specimens was studied at room temperature and 455 °C. Unlike other coatings, the plated material tested in this work showed an increase in fatigue strength when compared to uncoated material. The fatigue strength improvement was greater at 455 °C than at room temperature. Coated specimens cycled close to the fatigue limit at 455 °C demonstrated the highest improvement, which was associated with subsurface fatigue crack initiation. The uncoated specimens, tested under similar conditions, failed by cracking at the surface. Sectioning analysis showed no defects in the subsurface initiation sites. The initiation was related to groups of similarly aligned coarse α platelets. It is suggested that the Pt ion plating caused some surface hardening as well as oxidation resistance at elevated temperatures leading to the suppression of surface crack initiation.     

Ag包覆ACR微球的制备及性能

采用盐基胶体钯和硝酸银活化工艺,以甲醛为还原剂,在丙烯酸酯类共聚物(ACR)微球表面化学镀银。利用电化学工作站研究pH值对镀液稳定性的影响,并通过扫描电镜(SEM),X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对复合粉体进行表面形貌、成分以及分布进行研究与分析。结果表明:pH值为12.9的镀液表现出较强的极化作用和稳定性,盐基胶体钯对ACR微球的活化效果优于硝酸银的相应活化效果,镀液中AgNO3浓度升高有助于Ag的析出,选用AgNO3浓度为15 g/L的镀液,可以制得镀层包覆完整、均匀、致密的银包覆ACR微球复合粉体。     

化学镀制备银包覆玻璃粉及其电学性能

采用乙二醇还原硝酸银工艺对玻璃粉进行活化处理,再以银氨溶液为前驱体、葡萄糖为还原剂,用化学镀法在玻璃粉表面镀覆纳米银层,得到 Ag/玻璃复合粉末。利用 X 射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法研究Ag/玻璃复合粉末的结构与成分,并在溶液 pH 值约为13.0的条件下,分别研究乙二醇活化与镀液中的硝酸银浓度c(AgNO3)对银镀层的影响。结果表明,在活化基础上,当c(AgNO3)为0.057 mol/L,葡萄糖浓度为0.088 mol/L时,得到均匀的纳米银镀层。分别采用普通玻璃粉与改性玻璃粉配制正面银浆,进一步制备多晶硅太阳能电池片,与普通玻璃粉相比,用镀银玻璃粉配制的正面银浆可以致密栅线,电池的光电转换效率从17.45%提高到17.51%。     

TiAl合金表面阴极微弧制备的Al_2O_3膜结构与性能

以Al(NO3)3乙醇溶液为电解液,采用阴极微弧放电沉积方法,在TiAl合金表面制备连续的Al2O3薄膜,并对膜的结构与性能进行研究.利朋扫描电镜(SEM)观察到样品表面分布着熔融状颗粒,颗粒的平均直径约20μm,颗粒中间有小孔存在.X射线衍射(XRD)分析表明氧化膜的相成分主要为α-Al2O3和γ-Al2O3相,还有少量的ε-Al2O3相;氧化膜中α-Al2O3和γ-Al2O3的相对含量随着制备电压改变而变化.显微划痕实验测得膜与TiAl基体之间结合力大于20 N,表明制得的氧化膜与基体有良好的结合力.900℃的高温氧化实验表明氧化膜能够有效地提高基体的抗氧化性能.     

电弧离子镀ZrN/TiN涂层对烧结NdFeB的耐腐蚀及磨损性能的影响

为了提高粉末烧结磁体NdFeB的耐腐蚀性能和耐磨损性能,采用电弧离子镀的方法在其上沉积制备了ZrN/TiN多层涂层。观察涂层的成分与显微组织,分析了涂层对烧结磁体耐腐蚀性能及磨损性能的影响。结果表明:电弧离子镀氮化物多层涂层与烧结磁体生成一过渡层,膜基结合强度高;涂层提高了磁体的耐腐蚀倾向,降低了腐蚀电流,腐蚀速率降低2个数量级;磁体在5%盐水中10h后才出现失重,涂层保护效果明显;磁体表面涂层的硬度15～20GPa,摩擦系数0.5,耐磨损性能提高。