晶相组成对硅酸钇涂层显微结构及性能的影响

采用水热电泳沉积法在C/C-SiC复合材料表面制备了不同相组成的硅酸钇复合抗氧化外涂层.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的相组成和显微结构进行了表征.研究了不同相组成对硅酸钇涂层的显微结构和抗氧化性能的影响.结果表明,Y_2SiO_5和Y_2Si_2O_7两相配比对涂层的显微结构和抗氧化性能有较大的影响.随着复合涂层中Y_2Si_2O_7含量的增加,复合硅酸钇外涂层的热膨胀系数逐渐接近于SiC内涂层的热膨胀系数.当组成达到m(Y_2SiO_5)/m(Y_2Si_2O_7)=3:7时,内外涂层的热膨胀系数最为接近,从而得到均匀、致密、无显微裂纹、抗氧化性能优异的复合硅酸钇涂层.该涂层在1773K静态空气中,经过氧化100h后,失重仅为1.2%;继续增加Y_2Si_2O_7含量,内外涂层的热膨胀系数差异逐渐增大,涂层再次出现裂纹,抗氧化性能随之下降.     

沉积电压对SiC-C/C复合材料表面水热电泳沉积SiC_n-MoSi_2复合抗氧化涂层的影响

采用水热电泳沉积法在SiC-C/C复合材料表面制备纳米碳化硅和二硅化钼的复相(SiC_n-MoSi_2)抗氧化涂层.分别采用XRD和SEM等测试手段对涂层的晶相组成和显微结构进行了表征.主要研究了沉积电压对涂层显微结构及高温抗氧化性能的影响,分析了涂层试样在1500℃下的静态氧化行为及热循环失效机理.结果表明:外涂层主要由MoSi_2和β-SiC晶相组成.当沉积电压为100～180V时,外涂层的致密程度、厚度及抗氧化性能随着沉积电压的升高而提高.沉积电压过高(220V)时,复合涂层中出现裂纹等缺陷,涂层的氧化保护能力相应减弱.抗氧化性能测试表明复合涂层可在1500℃的静态空气中有效保护C/C复合材料346h,失重率仅1.41wt%.涂层的高温失效是由于涂层试样在热循环过程中产生了贯穿性裂纹导致的.     

电压对脉冲电弧放电法制备C-AlPO_4抗氧化性能的影响

采用脉冲电弧放电法在SiC-C/C复合材料表面制备方石英型磷酸铝(C-AlPO4)抗氧化涂层。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和等温静态氧化实验对涂层的晶相组成、显微结构和抗氧化性能进行了表征与测试。研究了脉冲电压对C-AlPO4涂层显微结构的影响,分析了C-AlPO4涂层在1 773K下的氧化行为。结果表明,330~420V范围内,当脉冲电压为390V时制备的涂层致密均匀;C-AlPO4涂层具有较好的抗氧化性能,在1 773K氧化156h后失重率仅为0.83%;C-AlPO4涂层在1 773K下的氧化能力下降主要是由于长时间氧化后偏磷酸盐玻璃层不能及时有效地填补涂层中的缺陷,涂层在高温下产生了较多贯穿性孔洞所致的。     

沉积电压对Hap-PAM生物涂层结构及性能的影响

为了提高生物惰性材料C/C的生物活性以及C/C基体与生物活性材料羟基磷灰石(HAp)的结合强度, 以丙烯酰胺单体(AM)和声化学制备的纳米HAp为原料, 异丙醇为分散介质, 采用水热电泳聚合沉积法在C/C复合材料表面制备了羟基磷灰石-聚丙烯酰胺(HAp-PAM)生物复合涂层。用XRD、 TEM、 SEM、 FTIR、 力学性能测试等手段对涂层的相组成、 官能团、 断面的微观形貌及结合强度进行了测试和表征, 研究了水热沉积电压对复合涂层结构和性能的影响。结果表明: 随着沉积电压的升高, 涂层中HAp的衍射峰呈现先增强后减小的趋势, PAM的衍射峰逐渐消失; 涂层的结合强度随着电压的升高先增强后减小。沉积电压为150 V时, 涂层的致密性和均匀性达到最佳, 涂层的厚度以及涂层与基体的结合强度分别达到最大值25 μm 和19 MPa。      

纳米SiC涂层的电泳沉积工艺及其抗氧化性能

过去,对电泳沉积siC涂层的研究大多局限于沉积机理方面,对涂层的制备技术方面鲜有报道.为此,采用电泳沉积法在石墨基体上涂敷纳米SiC,分析了沉积时间、电压、粘结剂、添加剂量、固含量和沉积参数对纳米SiC沉积状况的影响,得出了电泳沉积制备SiC涂层的优化参数:电压120 V,SiC纳米粉末固含量30 g/L,PVB 15 g/L,正丁醇1.0%(体积分数),时间3 min.所制备样品经烧结处理即为石墨的SiC涂层,涂层经氧化后能形成致密的SiO2保护膜,具有优良的抗氧化性能.     

沉积电压对电泳沉积成膜均匀性的影响

沉积电压是电泳沉积工艺的重要参数之一。为研究其对电泳沉积成膜均匀性的影响,对带电粒子的电泳过程进行理论分析,并结合COMSOL多物理场接口,得出电泳过程的仿真图。结果显示:施加电压增大,流场流速增加,但电极间形成的流场相对均匀,膜层的均匀性也较好。沉积电压不高于100 V时,极间形成的均匀流场并不影响粒子均匀沉积;电压高于100 V时,极间形成的明显不均匀流场会影响粒子的运动与沉积,从而降低了膜层的均匀性。     

水热温度对C-AlPO4-莫来石复合涂层显微结构及抗氧化性能的影响

采用水热电泳沉积法在SiC-C/C复合材料表面制备方石英型磷酸铝和莫来石的复相(C-AlPO4-莫来石)抗氧化涂层。借助X射线衍射、扫描电子显微镜和等温静态氧化实验对复合涂层的晶相组成、显微结构和抗氧化性能进行了表征与测试。研究了水热温度对C-AlPO4-莫来石涂层显微结构的影响,分析了复合涂层在1773K下的氧化行为。结果表明353～413K范围内,当水热温度为393K时制备的涂层致密均匀。C-AlPO4-莫来石复合涂层具有较好的抗氧化性能,在1773K氧化348h后失重率仅为1.45%,氧化失重速率稳定在0.33mg/(cm2.h)的极低水平。复合涂层在1773K下的氧化能力下降主要是由于长时间氧化后偏磷酸盐和硅酸盐玻璃层不能及时有效地填补涂层中的缺陷,涂层试样在高温下产生了较多贯穿性孔洞。     

电泳沉积法制备热子氧化铝绝缘层

基于Hamaker's law和静电场边界模型推导出考虑电场变化情况下沉积量与电泳条件的关系式,结合法拉第定律,使用溶液电流宏观地表征溶胶粒子沉积速率。分别改变电压和沉积时间进行电泳沉积实验,得到的沉积量与电压和时间的线性关系与本文推导出的公式一致。根据所得实验数据,在电泳条件下沉积60μm氧化铝,结果表明:涂层的表面特性主要受沉积时间影响,涂层的孔度主要由电压决定,电压40 V沉积6 s获得的热子氧化铝绝缘层性能最佳。     

低温化学气相沉积SiC涂层沉积机理及微观结构

由MTS-H2体系在1000～1300℃沉积了SiC涂层,研究了SiC涂层沉积速率和温度之间的关系,MTS-H2体系沉积反应的平均活化能为114kJ/mol,用理论模型证明了低温化学气相沉积SiC为动力学控制过程.SiC涂层表面的显微结构随沉积温度变化而呈现规律的变化:沉积温度T<1150℃时,CVD SiC涂层表面致密、光滑;T≥1150℃时,CVD SiC涂层表面变得疏松、粗糙.随着沉积温度的升高,CVD SiC涂层的结晶由不完整趋向于完整;当沉积温度T≥1150℃,CVD SiC涂层的XRD谱图中除了β-SiC占主体外还出现了少量α-SiC.     

钛表面阴极微弧电沉积制备氧化铝涂层

采用阴极微弧电沉积在钛表面生成了厚度达100μm的氧化铝涂层,研究了不同电压下涂层的结构和组成,分析了涂层的生长规律和形成过程.结果表明：阴极微弧电沉积过程包括火花前、微弧和局部弧光三个阶段,期间伴随有Al（NO3）3的离解、Al（OH）3的沉积与高温烧结等反应,微弧区产生的高温高压是形成Al2O3涂层的关键.涂层主要由γ-Al2O3和α-Al2O3组成,随电压升高,α-Al2O3的含量逐渐增加,在400V时其含量达76%.     

Electrophoretic Deposition of Hydroxyapatite Coating

Hydroxyapatite (HAP) coatings were deposited onto titanium substrates by electrophoretic deposition (EPD) fromethanol. The results indicated that the addition of very small amount of HCI resulted in a decrease in the aging timeas well as the suspension concentration required to obtain a coating. In addition, the results revealed the existenceof a critical saturated voltage (Vsat), which had significant effect on the quality of deposition. The mean interfacialshear strengths of HAP coatings after sintering were found to be greater than 13 MPa.     

Electrophoretic Depostition of Hydroxyapatite Coating

Hydroxyapatite (HAP) coatings were deposited onto titanium substrates by electrophoretic deposition(EPD) from ethanol.The results indicated that the addition of very small amount of HCl resulted in a decrease in the aging time as weel as the suspension concentration required to obtain a coating,In addition,the results revealed the existence of a critical saturated voltage (Vsat),which had significant effect on the quality of deposition ,The mean interfacial shear strenghs of HAP coatings after sintering were found to be greater than 13 MPa.     

C/C复合材料表面水热电泳沉积SiCn/SiC复合抗氧化涂层研究

采用水热电泳沉积法在SiC-C/C复合材料表面制备纳米碳化硅（SiC_n）涂层. 采用XRD和SEM对涂层的晶相组成、表面和断面的微观结构进行了表征. 主要研究了水热沉积温度对涂层的结构及高温抗氧化性能的影响, 并分析了涂层试样在1600℃的高温氧化气氛下失效行为. 结果表明：纳米碳化硅涂层主要由β-SiC组成. 涂层的致密程度和厚度随着水热沉积温度的升高而提高. 随着水热温度的提高, 涂层试样的抗氧化性能也有明显的提高. 在120℃水热沉积温度下制备的涂层试样可在空气气氛1500℃下有效保护C/C复合材料202h,而氧化失重仅为2.16×10^-3g/cm². 在1600℃下氧化64h后失重为3.7×10^-3g/cm². 其高温失效是由于长时间的氧化挥发后表面SiO2膜不能完全封填表面缺陷, 内涂层中产生了贯穿性的孔隙所致.     

等离子体激活电子束物理气相沉积NiCoCrAlY涂层的制备及微观组织结构研究

针对传统电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备的柱状晶结构MCrAlY涂层存在线性缺陷的问题,本文建立了等离子体激活EB-PVD(PA EB-PVD)设备,并采用PA EB-PVD技术制备出了具有等轴晶结构的新型NiCoCrAlY涂层。结果表明,增大电弧放电电压和基板偏压均可以提高沉积粒子的能量。随着沉积粒子能量增强,涂层逐渐由柱状晶结构转变为致密等轴晶结构,晶粒尺寸增大;另一方面,涂层成份离析效应增强,主要体现在Al含量降低和Cr含量升高。     

物理气相沉积在耐腐蚀涂层中的应用

PVD(物理气相沉积)作为一种新型绿色的镀膜技术,由于涂层具备硬度高、耐磨性好、摩擦系数低、化学性能稳定、耐热耐氧化的特点,使其在机械、电子和光学行业得到广泛应用。近些年来随着PVD技术应用领域的不断扩展,对涂层的性能提出了更高要求,在保障力学性能的同时,如何提高涂层耐蚀性成为研究热点。概述了PVD技术应用于材料防腐的相关研究,综述了PVD涂层的成分、结构与耐蚀行为的关系,同时分别阐述了在PVD技术中提高涂层耐蚀性能的方法与机理。     

等离子沉积氧化锆涂层显微组织及性能研究

目的以氧化锆粉末作为喷涂材料,使用等离子喷涂的方式制备出性能优异的氧化锆涂层。方法通过不同的工艺参数来对涂层的显微组织及性能进行优化,分别利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)等方法,研究了工艺参数对涂层显微组织影响,并通过高温氧化测试来研究涂层的抗高温性能。结果在其他喷涂条件固定的情况下,涂层的厚度与喷涂时送粉量有关,送粉量越高则涂层厚度越大;当改变喷涂距离时,涂层的致密度则随着喷涂距离的增加而降低;在高温氧化40h后,涂层表面没有发生明显变化。结论通过等离子喷涂制备的氧化锆涂层具有较好的致密度,孔隙率最低仅为3.24%;涂层具有良好的热稳定性,能够长时间在高温下稳定使用。     

定向纳米碳管表面有机和无机膜的制备

在AAO ( 阳极氧化铝 ) 模板上的定向纳米碳管表面制备了有机和无机膜。一种是采用真空蒸镀的方法沉积酞菁铜 ( CuPc ) 有机膜,另一种是用电沉积的方法在碳管表面沉积钴金属膜。对所镀的膜层进行了扫描电镜和透射电镜观察,结果表明:在纳米碳管表面获得了均匀的有机和无机涂层。它们的区别是蒸镀方法使纳米碳管背面不能获得涂层,而电镀方法能在整根纳米碳管上获得均匀涂层。      

Deposition of functional coatings on polyethylene terephthalate films by magnetron-plasma-enhanced chemical vapour deposition

Magnetron-plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) is a process tool which allows the deposition of plasma polymer coatings at process pressures below 1 Pa. The striking features of this technology are the relatively easy realisation of large area deposition as well as the possibility of the combination with sputtering processes for multilayer coating designs. SiO_xC_y coatings were deposited on polymer film in a roll-to-roll deposition machine. Dynamic deposition rates as high as 120 nm?m/min were achieved. The process was set up with both the monomer hexamethyldisiloxane and the monomer tetraethylorthosilicate (TEOS) and with mixtures thereof. The coatings were analysed by Fourier transform infrared spectroscopy. This method identifies the existence of different types of Si-O bonding in the layer. The results show how the layer properties are linked to the plasma parameters of the deposition process. The properties were compared to sputtered SiO₂ and to layers obtained by other PECVD processes. Elastic recoil detection analysis (ERDA) was used in order to determine the composition of the samples. Both IR spectroscopy and ERDA revealed that the usage of TEOS provided more SiO₂-like layers. The process was applied to the deposition of optical multilayer coating in a roll-to-roll coating system.     

阴极弧等离子体沉积NbN薄膜

利用磁过滤等离子体沉积装置，结合金属等离子体积技术，在Si基底上分别用动态离子束增强沉积和非增强沉积的方法来制备NbN膜，对二者予以比较，并探讨了非增强沉积过程中基底温度对NbN膜层的影响，温度升高使膜层中N的含量先呈上升趋势，随后又稍微降低，温度升高促进晶粒生长，使晶粒尺寸变大，从室温到约300℃的温度下得到的薄膜在（220）峰表现出很强的择优取向，500℃的沉积温度下，（220）峰变的很弱，（200）峰表现出择优取向，500℃时膜层中得到单一的δNbN相；表面形貌方面，温度越低，薄膜越不完整，在500℃左右才能得到光滑完整的NbN膜。与非增强沉积相比，增强沉积不需加热，在温下就能得到光滑致密的NbN膜，膜层中N的含量更高，且没有明显的择优取向。     

Low Temperature Deposition of Titanium Nitride

Low temperature deposition (LTD) is an actual frontier in materials sicence and engineering, especially for thin film technology In this paper the fundamentals and processing of lew temperature deposition of TiN coating are reviewed. The prerequisites of a law temperature deposition process are enough good densification, hardness and adhesion of the deposited coating. The fundamentals Of low temperature deposition are Structure zone model and nonequilibrium plasma vapor growth in a combined DC and pulsed electromagnetic fields. namely a combination of a DC bias voltage superimposed by a DC pulsed bias voltage with variable frequency and peak voltage height. Low temperature deposition processing can be realized simply with only stationary eledric fields. However, sensitivity of the product quality to the process parameters is the main barrier of this processing in the way to mass production. Low temperature deposition processing using the effects of a combined DC and pulsed electromagnetic fields has attained some promising results for the future commercialization. But they need Still further Systematic and deep study The application of low temperature deposition processing is nOt limited in range of low melting substrate materials. It is also important for internal stress control, defect minimization, microstructure densification and pedermance improvement for coatings on broad spectrum of substrate materials as well as for different types of applications.