铜合金表面Ti/TiN多层膜的制备、结构及其性能

为了研究多层膜的腐蚀性能,促进多层膜在生产中的应用,采用电弧离子镀技术,通过调整环境N₂和Ar气的时间比例在铜衬底上成功制备了不同调制周期的Ti/TiN多层膜.利用x 射线衍射谱和交流阻抗谱研究了该多层膜的结构和腐蚀性能.表面形貌显示,沉积的Ti/TiN多层膜具有明显的周期性,环境中N2和Ar气的时间比例决定了多层膜的调制周期,N₂气时间越长,多层膜中TiN相层越厚.腐蚀性能测定表明,多层膜的调制周期影响其耐蚀性,当调制周期为550nm时,沉积膜的耐腐蚀性最好.     

Ni-PS-MoS2复合镀层的制备及摩擦磨损性能

用苯乙烯单体聚合反应法,在MoS2微粒表面包覆一层聚苯乙烯,经红外线光谱检测证明聚苯乙烯成功包覆在MoS2表面上.制备Ni-MoS2及Ni-PS/MoS2复合镀层试样,在镀液中微粒浓度相等的情况下,复合镀层中PS/MoS2微粒比MoS2微粒含量高.用扫描电镜观测复合镀层表面和截面彤貌,Ni-PS/MoS2复合镀层表面比Ni-MoS2复合镀层表面平整规则.在圆-盘式摩擦磨损试验机上进行复合镀层的摩擦磨损性能测试,结果表明制备工艺相同时,Ni-PS/MoS2复合镀层的摩擦学性能均优于Ni-MOS2复合镀层,镀液中微粒浓度25 g/L时,Ni-PS/MoS2复合镀层的摩擦学性能最好.     

脉冲激光沉积制备TiN/AlN多层薄膜的研究

采用脉冲激光沉积(PLA)法,在单晶Si试样表面沉积制备了一系列TiN/AlN硬质多层膜,并采用基于免疫算法的免疫径向基函数(IRBF)神经网络对AlN厚度建立预测模型,设计出具有可控调制周期和调制比的TiN/AlN多层膜。X射线衍射(XRD)结果表明,小调制层周期下,过高或过低的工艺条件下薄膜通常为非晶态,适当的工艺条件下TiN、AlN形成具有强烈织构的超晶格柱状晶多层膜;与此相应,纳米多层膜产生了硬度和弹性模量异常增高;随着调制比增加,使纳米多层膜形成非晶AlN层和纳米晶TiN层的多层结构,多层膜的硬度和弹性模量逐渐下降。XPS结果表明,薄膜界面由Ti+4、Ti+3离子组成,N的负二价、三价亚谱结构预示着非当量TiN、AlN的形成。AFM研究显示,薄膜的调制周期均在10~200 nm范围内,且薄膜表面较均匀;当多层薄膜调制周期在50 nm以下时,薄膜的纳米硬度值明显高于TiN和AlN的混合硬度值,达30 Gpa。     

纳米Cr颗粒对Ni-Mo复合镀层性能的影响

为了研究纳米Cr颗粒对Ni-Mo复合镀层性能的影响,采用脉冲电沉积方法制备具有不同Cr含量的Ni-Mo复合镀层.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别观察和分析复合镀层的组织形貌及结构.采用电化学测试和X射线光电子能谱研究复合镀层的析氢性能和耐蚀性能.结果表明:随着镀液中纳米Cr颗粒含量的增加,镀层晶粒得到细化,析氢过电位增大,复合镀层析氢性能得到提高;当镀液中纳米Cr颗粒含量为20 g/L时,复合镀层表面钝化膜中MoO₃含量较高,且可与Cr产生协同效应,因而复合镀层具有较好的耐蚀性能;但随着镀液中纳米Cr颗粒含量的进一步增加,复合镀层中沉积的Cr元素含量降低,复合镀层的析氢性能和耐蚀性能均降低.因此,当镀液中纳米Cr颗粒含量为20 g/L时,复合镀层具有较好的析氢性能和耐蚀性能.     

铝基复合材料基底镀厚膜TiN的附着力研究

利用直流磁过滤多弧离子镀技术在铝基复合材料基片上镀制大于25μm的TiN厚膜.对厚膜TiN的附着力及其与各种工艺条件的关系.采用扫描电镜对厚膜TiN的微观结构及划痕形貌进行了分析.研究结果表明:基片的清洗、基片的温度、孤电流、脉冲偏压和镀层界面组织结构等都影响厚膜TiN的附着力;弧电流为70A、脉冲偏压为100V、占空比为70%、温度为200℃时,厚膜TiN的临界载荷达到4.5kg/mm~2,远大于指标要求4kg/mm~2;镀层界面的融合有利于提高厚膜TiN的附着力.     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

多层膜体系微硬度实验的有限元数值模拟

使用FEPG软件编程,对维氏压头的微硬度实验进行模拟,建立了一种针对膜基体系有限元计算的新模型,该模型考虑了边界摩擦和实时跟踪接触因素,在对TiN单层膜和TiN／Ti／TiN／Ti／TiN／Ti6层膜压痕的模拟分析后,得出“载荷-压痕对角线长度关系曲线”和“硬度-载荷关系曲线”以及塑性区分布图,并对微硬度实验中的压头的压入深度相对于单层膜膜层厚度和多层膜中组分膜膜层厚度的取值进行了讨论,与其他文献中的实验比较,结果吻合。说明模型是合理的,结果是可靠的,对实际应用具有指导意义,并为理论分析提供了研究方法。     

调制周期对Ti-TiN多层薄膜光学和电学性能的影响研究

采用反应直流磁控溅射法,在Si(111)基底上制备一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜.研究了溅射沉积过程中调制结构对周期薄膜光电性能的影响.研究结果表明:电阻率随着周期层数的增大而减小;周期层数增加时薄膜近红外反射率增大;当调制周期为25 nm时,薄膜方块电阻最小,同时薄膜红外反射率最大;修正了红外反射率RIR近似计算公式的系数.     

TiN涂层相组成计算机分析

用计算机分析系统对不同TiNPVD涂层工艺的镀膜层相组成进行了分析,并用Winfit和Origin软件对X衍射图谱进行作图标定。研究表明,TiN涂层相组成主要有TiN、Ti2N、TiN0.26和FeTi相;工艺参数(如负偏压、靶电流和氮分压等)对涂层性能和质量的影响很大。在分析的基础上提出了合理的工艺参数。     

电弧离子镀TiN/TiAlN复合涂层摩擦磨损性能研究

利用阴极电弧离子镀技术,在硬质合金基体上制得5层和20层TiN/TiAlN复合涂层.研究表明,这两种涂层均为典型的B1-NaCl面心立方结构,且均呈(200)择优取向.两种涂层表面光滑平整,粗糙度分别为0.32和0.11,硬度为1 470HV和2 000HV .20层复合涂层的摩擦系数和比磨损率低于5层,表明增加复合层数有利于提高涂层的耐磨损性能,涂层的磨损机理为磨粒磨损.     

TiN／CrN multilayered hard coatings with TiCrN interlayer deposited by a filtered cathodic vacuum arc technique

TiN/CrN multilayered hard coatings with TiCrN interlayer were deposited on high speed steel substrates by using a filtered cathodic vacuum arc technique. The structure and composition of the coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and Auger electron spectroscopy (AES). A high adhesion of up to 80 N was demonstrated by scratching tests for the multilayered coatings. Nanoindentation tests were performed to determine the hardness and elastic modulus of the coatings as a function of the multiplayer modulation period. It was observed that the hardness of the multilayered coatings is higher than those of either TiN or CrN single coatings, and it increases with decreasing modulation periods, which is consistent with predictions from the Hall-Petch type strengthening mechanism, though at small modulation periods, deviation from the Hall-Petch relation has been observed for the multilayered coatings. The life-span of drills coated with TiN/CrN multilayered is triple as long as that coated with TiN layer.     

PVD法制备TiN/AlTiN涂层的摩擦与磨损性能

采用物理气相沉积法在Cr12MoV钢基体上沉积TiN和AlTiN涂层,用扫描电镜、X射线衍射仪和划痕仪分析了涂层表面与界面形貌、物相和结合强度,并进行了摩擦与磨损试验。结果表明,TiN和AlTiN涂层具有较高硬度,AlTiN涂层表面粗糙度优于TiN涂层,TiN涂层表面轮廓算术平均偏差Ra为328.91nm,AlTiN表面轮廓算术平均偏差Ra为112.49nm;TiN涂层结合强度为28.85N,而AlTiN涂层结合强度为27.35N;AlTiN摩擦因数在磨合期和波动期略高于TiN涂层,在稳定期摩擦因数基本接近,维持在0.44-0.46左右;AlTiN涂层韧性比TiN涂层有一定的提高,其磨损性能优于TiN涂层。     

Property improvement of multilayer TiN/Ti films with C+ implantation

Using the MEVVA ion source, carbon ions have been implanted in TiN coatings deposited by multiarc ion plating. The Vickers microhardness of the C⁺-implanted TiN films increased with the increase in the ion flux and dose. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the TiC phases had been formed in the films. In addition, the films had the preferred growth orientations of TiN and TiC, both of which were (111) orientation after annealing at 500°C for 30 min. Auger electron spectra analysis indicated that C⁺-implanted profile was in typical Gaussian-like distribution in single films. The distribution with multipeaks of C atoms was obtained in multi-layer TiN/Ti. The possibility of the multilayer films (Ti(C,N)/TiN/Ti(C,N)/TiN and Ti(C,N)/TiC/Ti(C,N)/TiC) forming using the C-implanted TiN/Ti films is presented for the first time. Project supported by the National Natural Science Foundation of China and the “863” Hi-Tech Program of China.     

TiN涂层应用及研究进展

综述了近年来TiN涂层的应用,以及为改善TiN涂层性能而进行的多元合金化、多层涂层方面的研究工作,并指出了TiN涂层的发展方向.     

等离子化学气相沉积硬膜技术研究

用等离子体化学气相沉积（ＰＣＶＤ）技术制备了ＴＩＮ、ＴｉＣ、Ｔｉ（ＣＮ）和（ＴｉＳｉ）Ｎ膜及其组合的多层膜。ＰＣＶＤ具有很好的覆盖性，ＰＣＶＤ－ＴｉＮ具有很好的耐磨、蚀性，膜与基体结合良好，因而用ＰＣＶＤ法在高速钢刀具、模具及轴承上沉积ＴｉＮ可大大提高其使用寿命。ＰＣＶＤ－ＴｉＮ和Ｔｉ（ＣＮ）膜无明显柱状晶，其显微硬度高于ＴｉＮ亦可用于高速钢刀具、模具上提高其使用寿命。ＰＣＶＤ－（ＴｉＳｉ）Ｎ，晶粒细化，氯含量和显微硬度随Ｓｉ含量而变化，（ＴｉＳｉ）Ｎ具有很好的抗高温氧化性。多层膜可调节膜层结构，减少残余应力，提高膜的机械性能。     

Friction and Wear Behaviors of Ti/Cu/N Coatings on Titanium Alloy Surface by DC Magnetron Sputtering

Ti/Cu/N coatings with different Cu contents were deposited on titanium alloy surface by the DC magnetron sputtering technique.XPS and FESEM were employed to characterize the composition and structure of the coating on the Ti6A14 V substrates.In addition,The adhesion force,friction,and wear properties of the Ti/Cu/N coatings were investigated.The experimental results showed that the coarse particles of the coatings would grow more and the surface roughness increased with the increase of copper content in the coatings;The coatings showed a strong adhesion force;The friction coefficient of the coating of the samples was less than the substrate,reaching 0.19 at least.The wear resistance of the coatings could be improved by optimizing and controlling the relative content of Ti,Cu,N elements on the titanium alloy surface,especially the 10.98 at%contents of the copper.The sample C2 kept the best wear resistance.     

Tribological Performance of MoS_2-based Coatings after Deposition and Storage in Humid Air

1　IntroductionItiswellknownthatmolybdenumdisulfide (MoS2 ) ,ahexagonallayerlatticematerial,hasagoodlubricationpropertyandismainlyusedinspaceorvacuumenvironment[1] .However ,thepoorabrasiondurabilityandtheweakoxidationresistantanceofpureMoS2 coatinglimiti…     

亚音速火焰喷涂钛／生物微晶玻璃涂层结构研究

采用亚音速火焰喷涂方法及涂层处理技术,以Ti6A14V为基体,喷涂钛-生物微晶玻璃,涂层经700℃晶化处理．采用TG—DSC、X射线衍射法（XRD）测试粉体相组成,金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）观察涂层显微结构．结果表明：亚音速火焰喷涂制备钛／生物微晶玻璃涂层表面存在大量孔洞结构,有利于骨组织的生长,提高种植体与骨组织间的结合强度．钛-生物微晶玻璃涂层结合紧密,未见明显裂纹,Ti—BG过渡层起到了缓解涂层应力、提高涂层的结合强度的作用．     

可控气氛喷涂钛涂层及涂层电化学性能

为了研究在低度真空环境中所获得的钛涂层的组织和性能,以氩气为载气,在压力为0.4MPa、载气温度为室温、不同的喷涂条件下,用热喷涂方法在Q235钢基体上制备了钛金属涂层.经扫描电子显微镜（SEM）观察,发现在真空中用氩气为载气喷涂的钛涂层组织致密,缺陷与孔隙相对较少.x 射线衍射分析仪（XRD）分析表明,在空气中喷涂的钛涂层有较多的氧化物和氮化物;在真空中喷涂的钛涂层基本上没有氧化物和氮化物,其衍射图谱与纯钛十分接近;在空气中用氩气为载气喷涂的钛涂层含有一些氧化物,涂层中的缺陷和孔隙数量介于前两种状态之间.采用动电位极化法研究了在不同条件下热喷涂钛涂层的电化学腐蚀行为,并与纯钛试样进行比较.结果表明：在真空条件下喷涂的钛涂层腐蚀电位高于在空气中喷涂的钛涂层和在空气中用氩气为载气喷涂的钛涂层,但略低于纯钛的腐蚀电位.     

(Ti，A1)N镀层的结构及氧化行为

介绍了一种新型防护镀层——(Ti,A1)N镀层.镀层中铝含量对薄膜的化学成分、微观结构(相组成,结构取向,致密性等)、力学性能及抗氧化性能的影响明显.综合(ti1-xAl,)N薄膜的力学性能和抗氧化性能得出,铝含量大于25％时,可得到性能较优的薄膜.