沉积温度对SiC涂层微观结构及组成的影响

利用MTS-H2-Ar体系，用化学气相沉积法（CVD）在SiC基体材料表面沉积SiC涂层。用X射线衍射仪和扫描电镜分析涂层的晶体结构和表面形貌。研究温度对涂层的物相组成、微观结构和沉积速率的影响。结果表明：在1100～1400℃范围内，沉积产物均为单一的β-SiC结晶相；随温度升高，SiC晶粒尺寸增大，1400℃时择优生长由（110）晶面转变为（220）晶面；涂层形貌对温度十分敏感，在1200℃温度下沉积的涂层最为致密，且具有最大沉积速率，是制备SiC涂层的最佳温度。     

溅射电流和时间对钼薄膜电学性能的影响

钼薄膜作为电极和布线材料在太阳能电池和薄膜晶体管的制造中具有重要应用价值。磁控溅射作为一种制备钼薄膜的主要手段,其溅射工艺对钼薄膜的性能有着重要的影响。本文通过改变溅射电流和时间制备了具有不同形貌的钼薄膜,并对其电学性能进行了比较,从而得到了较为适合的钼薄膜溅射工艺。     

温度对CVD制备Ti-Si-C涂层中Ti_3SiC_2形成规律的影响

采用TiCl4-CH3SiCl3-H2-Ar反应体系,低压化学气相共沉积(LPCVD)Ti-Si-C三元体系涂层。采用XRD、SEM、EDS和EPMA分析在1 100~1 250℃不同温度下制备的涂层物相组成和形貌结构。结果表明:1 100℃时形成TiC涂层,无Ti3SiC2相;1 150~1250℃时形成TiC与Ti3SiC2复合涂层。当沉积温度为1 200℃时,Ti3SiC2晶粒沿?104?方向择优生长,而在1150℃和1 250℃沉积时,择优取向不明显。1150℃时涂层为多孔细柱和颗粒堆积嵌合结构,当温度为1 200~1250℃时,涂层分为两层,内层过渡层为柱状晶结构,主要成分为TiC;外层为TiC相与Ti3SiC2相复合的板条错堆状结构。     

铌对Ti_3Al价电子结构及其脆性的影响

应用固体与分子经验电子理论计算了Ｔｉ３Ａｌ 及加入铌后各相的价电子结构， 并从均匀变形因子α、解理能Ｇｃ 及位错行为等方面分析了铌对Ｔｉ３Ａｌ 脆性的影响。铌使Ｔｉ３Ａｌ 合金的α及Ｇｃ 提高； 同时铌也减弱了ＴｉＴｉ 共价键， 增加了基面滑移， 从而导致Ｔｉ３Ａｌ 脆性有本质改善。     

纳米晶Ti-Si-N超硬复合涂层的研究进展

本文对纳米晶Ti—Si—N超硬涂层材料国内外研究进展进行了系统的回顾，着重分析了制备方法（等离子增强化学气相沉积，等离子辅助化学气相沉积，直流磁控溅射和射频磁控溅射等）、工艺参数（沉积温度，进气比）和硅含量对Ti-Si-N微观结构、硬度、抗氧化性、耐腐蚀性和耐磨性的影响。在合适的工艺条件下，能获得硬度最高的纳米TiN晶体镶嵌在非晶态的Si3N4基体上的复合涂层（nc—TiN／a—Si3N4）。该涂层有良好的性能并将得到广泛的应用。     

稀土对电沉积Ni—W—B—SiC复合镀层组织结构及性能的影响

研究了加入稀土对电沉积Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层的成份,结构,表面形貌,硬度等性能的影响规律。结果表明,加入稀土有利于ＳｉＣ与Ｎｉ－Ｗ－Ｂ的共沉积,使镀层结晶细化,ＲＥ－Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层的硬度高于Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层。     

微观组织结构对TiAl合金高温氧化行为的影响

通过分析不同微观组织TiAl合金在850℃下的恒温氧化行为,揭示了不同微观组织TiAl合金的高温氧化机制。研究表明,近γ组织和双态组织TiAl合金表现出优异的高温抗氧化性,850℃恒温氧化100h后,样品表面氧化膜厚度分别为13.78、12.81μm,而全片层组织TiAl合金在同等条件下的氧化膜厚度为19.06μm。经850℃氧化100 h后,不同微观组织TiAl合金表面均形成了不具有保护作用的TiO₂/Al₂O₃混合氧化层。全片层组织TiAl合金高温抗氧化性不足的主要原因是基体中存在过多的原子扩散通道(片层晶界和板条相界),导致大量的氧进入基体发生氧化反应,而近γ组织和双态组织中原子扩散通道明显减少,且存在大量抗氧化性能优异的γ晶粒,显著降低了氧扩散与氧化速率,从而提高了TiAl合金的高温抗氧化性能。     

CVD温度对钽涂层组成、显微组织及形貌的影响

利用TaCl2-H2-HCl反应体系,采用冷壁式化学气相沉积法(CVD)在钼基体表面沉积钽涂层。通过X射线衍射仪、金像显微镜及扫描电镜等手段,对不同沉积温度下钽涂层的组成、组织及形貌进行了研究。结果表明:在1000～1300℃范围内,钽沉积层的相组成无变化,而对择优生长有一定影响;钽沉积层晶粒尺寸随沉积温度的升高而增大;钽沉积层表面颗粒呈金字塔形多面体且随沉积温度的升高而增大。     

PS-PVD 工艺中非视线沉积对涂层微结构的影响

等离子喷涂 - 物理气相沉积 (PS-PVD) 工艺由于具有非视线沉积效果,在加工复杂型面和多联体导向叶片表面热障涂层具有高均匀性的优势而被广泛关注。为了进一步研究 PS-PVD 高能、高速射流的非视线沉积效果,验证固定直径圆柱挡杆 (Φ22 mm) 不同距离遮蔽对平面沉积样品沉积行为的影响。结果表明：无遮蔽条件下,基体表面涂层厚度分布呈中部厚而四周薄,呈现高斯峰分布特征,涂层最大厚度为 135 μm;有遮挡条件下,涂层 厚度呈现双峰的结构特征,在 15 mm 的遮挡距离时,遮挡区域基体沉积的涂层最薄,其他遮挡距离下,涂层厚度在 0~40 μm 之间变化。对遮蔽区域位置涂层显微形貌进行分析,发现不同位置的遮蔽区域正后方,气相的速率和浓度明显降低,导致柱状结构生长时形成气相沉积为主的结构,同时扩散速率较低导致气相生长较慢;在遮蔽区域的边缘,由于遮蔽效应,涂层中的冷凝颗粒明显增多;遮蔽区域涂层厚度明显降低,且挡杆距基体距离越远,遮蔽区域的厚度分布越不规则,受射流的扰动影响越大。     

不同等离子气比例对PS-PVD射流及涂层结构影响研究

等离子物理气相沉积（PS-PVD）一般采用高氦气流量和高喷枪输入功率的工艺,获得具备优异性能的柱状/准柱状结构热障涂层。研究了低氦气流量和低喷枪输入功率条件下,沉积位置对应等离子射流中心的能量变化规律,及对涂层微结构的影响。结果表明：采用适配工艺优化的氧化锆粉体材料,90 L/min等离子气总流量条件下,Ar/He体积比从1︰2调整至2︰1,氦气流量降低,均能获得准柱状结构涂层。Ar/He体积比1︰1条件下射流能量最高,此时He对等离子射流收束作用减弱,制备涂层的柱状晶厚度降低、柱状晶间冷凝颗粒增多,涂层沉积效率明显降低;总气流量120 L/min,Ar/He体积比2︰1,可获得液相沉积为主的致密涂层结构。结合各元素特征峰的光谱分析结果,Zr Ⅰ特征峰强度在Ar/He体积比1︰1条件下最高,之后随着Ar/He体积比降低,He对等离子射流气相的约束及对等离子射流的能量场的综合影响决定了涂层微结构特性。     

喷涂电流对铝硅 - 聚苯酯涂层组织结构和沉积率的影响

采用等离子喷涂制备了铝硅-聚苯酯复合涂层, 研究喷涂电流对复合涂层组织和沉积率的影响。 结果表明： 随着喷涂电流的增加, 等离子喷涂功率增加, 传导为喷涂粒子的热能和动能, 粒子的温度和速度提高, 伴随着高 分子聚苯酯的高温烧蚀和高速铝硅液滴的飞溅, 复合涂层的沉积率逐渐降低。     

硬质合金晶粒度对其表面金刚石涂层的影响

采用热丝化学气相沉积法在不同晶粒度(0.4、0.6、1.0和2.0μm)的YG6硬质合金表面沉积硼掺杂金刚石涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪及洛氏硬度计对金刚石涂层的形貌、结构、成分、结合性能等进行分析,研究硬质合金晶粒度对金刚石涂层生长和结合性能的影响。结果表明,随硬质合金的晶粒度从0.4μm增大到2.0μm,金刚石的晶粒尺寸逐渐增大且均匀性更好,金刚石拉曼峰和石墨拉曼峰的峰强比(I_D/I_G)从4.74增加到6.53。膜基结合性能与涂层的内应力、金刚石的半峰宽之间都有较好的相关性,均受基体合金晶粒错配度的影响,涂层的内应力还受掺硼的影响。当硬质合金晶粒度为2.0μm时,金刚石涂层的I_D/I_G比值最大,为6.53;涂层的内应力最小,仅为1.588 GPa;膜基结合性能最优,在600 N压力下达到HF1级。     

TiAl涂层对Ti3Al合金的热腐蚀防护

利用磁控溅射的方法在Ti3Al合金上溅射Ti-48Al-8Cr-2Ag涂层,研究涂层对Ti3Al合金热腐蚀行为的影响。热腐蚀采用浸盐法,在900℃25%Na2SO4+75%K2SO4熔盐中进行,利用带能谱的扫描电镜(SEM/EDX)对腐蚀膜进行观察分析。结果表明,在熔盐热腐蚀中,Ti3Al合金表面发生大面积脱落,而涂层试样表面腐蚀膜结合牢固。涂层对基体具有很好的防护作用。     

添加Cu对PVD AlTiN涂层组织结构和性能的影响

采用阴极弧蒸发离子镀在硬质合金刀具基体上分别沉积AlTiN和AlTiN-Cu涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪等分析测试手段研究涂层形貌、组织结构和力学性能的影响规律,并对两种涂层刀具的切削性能进行研究。结果表明:Cu元素以单质的形式存在于AlTiN涂层中,Cu的添加使涂层晶粒由柱状晶转变成等轴晶,细化了涂层晶粒,使涂层的择优取向由(111)面变成(200)面;涂层的纳米硬度由29.01GPa降低到22.04GPa,弹性模量由347.10GPa降低到268.25GPa。Cu元素的添加使AlTiN涂层刀具切削钛合金寿命提高了约36%。     

Ar气流量对石墨表面CVD TaC涂层生长与表面形貌的影响

用C3H6作为碳源气,Ar作为稀释气体和载气,TaCl5为钽源,采用化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)在高纯石墨表面制备TaC涂层。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对涂层进行表征,研究1 000℃下稀释气体(Ar)流量对TaC涂层成分、织构及表面形貌的影响。结果表明:随着稀释气体流量增大,表面均匀性和光滑度提高,晶粒尺寸减小,晶体择优取向降低,沉积速率减小,涂层中C含量增多。当稀释气体流量为100 mL/min时,TaC涂层晶粒尺寸与沉积速率分别为32.5 nm和0.60μm/h;而当稀释气体流量增大到600 mL/min时,涂层晶粒尺寸与沉积速率分别下降到21 nm和0.25μm/h。     

Ti3Al—Nb合金的组织结构分析

用透射电子显微术和X射线能谱术分析了Ti_3Al-Nb合金在不同热处理状态下的组织结构。结果表明。添加铌使Ti_3A1基合金的铸态组织中的α_2相晶粒中的有序畴细化。Ti_3Al-11Nb合金从高温缓冷到室温的组织由粗大的α_2相晶粒和晶间的β相晶粒组成。Ti_3Al-10Nb合金从1200℃空冷、油淬和水淬到室温后,组织(主要或全部)分别为α_2相、马氏体相+B2相,B2相组成。油淬样品在750℃时效时沿晶界和晶内析出不同形态的α_2相。α_2相晶粒及其内部的有序畴在时效过程中长大。     

TiAl及TiAl+Cr合金的力学性能和组织结构

本文通过测定弯曲性能和分析金相组织结构,探讨了 TiAlγ相区中TiAl 及 TiAl+Cr 合金的力学性能和组织结构及其金属 Cr 元素对 TiAl 合金室温延性的改善作用。     

PS-PVD 热障涂层显微结构对耐侵蚀性能的影响研究

采用等离子喷涂物理气相沉积 ( PS-PVD ) 技术开展了热障涂层梯度结构调控研究，通过调整喷涂送粉速率， 在底部、中间和顶部沉积阶段制备了五种不同的热障涂层，对热障涂层的显微组织、粗糙度、孔隙率、耐熔盐腐 蚀和耐粒子冲蚀性能进行表征，阐明了显微结构变化对热障涂层耐侵蚀性能的影响。研究表明：送粉速率的变化 对PS-PVD热障涂层羽柱状结构的沉积有显著的影响，低送粉速率下，涂层底部结构比较致密，当送粉速率增大时， 由于粉末颗粒在喷涂过程气化不充分，未熔粒子增加，羽柱状顶部结构趋向致密结构转变，涂层顶部孔隙率下降， 表面粗糙度降低。送粉速率由底至顶梯度递增制备的涂层表现出较高的耐熔盐腐蚀性能和耐粒子冲蚀性能。     

基材表面状态对涂层结合性能的影响：在SiC基复合材料表面喷涂氧化铝涂层

很多参数都决定着热喷涂涂层的质量,如喷涂粉末性质、供粉状态、粉末的形貌、动力系统以及喷涂环境等。但在这些因素中,涂层与基材间的结合力是最基本的评价指标。为了使涂层和基材间具有良好的结合力,需要对基材进行表面清洁和预处理。通常使用有机溶剂对基材除油去污,并进行喷砂处理增大基材的表面粗糙度。但由于基材（如陶瓷）本身的性质以...     

复合材料Al/Al4C3/Al2O3的组织结构与力学性能

采用机械合金化（ＭＡ）球磨和热压烧结工艺制备了复合材料Ａｌ／Ａｌ４Ｃ３／Ａｌ２Ｏ３，对其组织结构和力学性能进行了研究。结果表明，发育良好的Ａｌ４Ｃ３棒状单晶体和等轴状γＡｌ２Ｏ３均匀分布在铝晶界或晶粒内部，二者体积含量约为６６ｖ％。Ａｌ／Ａｌ４Ｃ３和Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面洁净，为直接的原子结合，但不存在确定的位向关系。复合材料的室温、高温强度及刚度比粉末冶金纯铝（Ｐ／ＭＡｌ）显著提高。