阴极电弧离子镀ZrN梯度膜和Zr/ZrN多层膜的腐蚀特性

采用阴极电弧离子镀技术在1Cr13不锈钢表面制备了ZrN梯度层和Zr/ZrN多层膜,并用电化学腐蚀方法和中性盐雾法检测了1Cr13基体、ZrN梯度层和Zr/ZrN多层膜的耐腐蚀性能.结果表明:Zr/ZrN多层膜和ZrN梯度层均能提高1Cr13基体的抗腐蚀能力,而Zr/ZrN多层膜的效果更明显:镀层的内部缺陷(如微孔)和液滴导致薄膜发生孔蚀、隙缝腐蚀和电偶腐蚀;镀层保护的实质是物理屏障作用,细化晶粒、减少膜层中的液滴及针孔等缺陷能显著提高薄膜的抗腐蚀性能.     

TiN／AIN纳米多层膜的调制周期及力学性能研究

采用一种新型的离子束辅助非平衡反应磁控溅射设备制备了TiN／AlN纳米多层复合膜。采用XRD衍射、TEM、显微硬度计和干涉显微镜对TiN／AlN纳米多层膜的微结构和力学性能进行了表征。结果表明：TiN／AlN多层膜有良好的周期；调制结构影响薄膜的择优取向，薄膜整体表现出硬度增强的效果，硬度随调制周期的变化而变化并在调制周期为7、5nm时达到最大值。     

Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜厚度对结构和性能的影响

采用电弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备不同厚度的Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜,研究了多层膜厚度对其结构及性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪、砂粒冲蚀试验仪和拉伸试验机检测分析了多层膜的表面及截面形貌、微观结构、硬度、结合力、残余应力、抗砂粒冲蚀性能和拉伸性能等。结果表明：随着多层膜厚度的增加,膜层表面颗粒增多,表面质量略有下降,择优取向由（200）晶面逐渐向（111）晶面转变;随着厚度的增加,残余应力逐渐增加,膜层硬度、膜基结合力、裂纹扩展抗力先上升后下降,在厚度为10.58μm时达到最佳,其硬度为3404Hv、结合力为58.6N、裂纹扩展抗力为758.49,抗砂粒冲蚀性能提高3倍以上;TC4钛合金表面镀多层膜后,屈服强度和抗拉强度均略有提升,但断后伸长率降低,当膜层厚度为14.50μm时,断后伸长率较基材降低30%,断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。在一定范围内增加膜层厚度有利于提升性能,但需合理控制其厚度以减小对钛合金基材的负面影响。     

铁氧体表面Cr/Ni/Ag复合薄膜制备及性能研究

目的利用真空镀膜技术对铁氧体电磁感芯表面进行金属化处理,对金属薄膜的结构及性能进行综合分析,为其实现工程应用提供一定的理论基础。方法采用多腔一体式磁控溅射设备在铁氧体磁体表面依次沉积Cr、Ni、Ag,作为铁氧体表面复合金属薄膜。采用扫描电镜对复合薄膜表面、截面形貌进行表征;利用原子力显微镜对复合薄膜表面粗糙度进行测量;利用划格法对复合薄膜附着力进行测试;利用冲压试验对复合薄膜剥离强度进行测试;利用拉伸试验对复合薄膜结合强度进行测试;利用浸锡试验对复合薄膜耐焊性进行测试。结果试验制备的Cr/Ni/Ag复合薄膜各层厚度分别为420、4200、550 nm,Cr层与Ni层有明显柱状晶结构,层间界面清晰、无明显孔隙,Ag层与Ni层紧密结合。复合薄膜表面粗糙度为13 nm,附着力达0B级,结合力为30 N,抗拉强度达42 MPa。复合薄膜经过450℃浸锡18 s后,表面金属薄膜无脱焊或露底。结论采用磁控溅射技术制备的Cr(420 nm)/Ni(4200 nm)/Ag(550 nm)复合金属薄膜结构致密均匀,综合性能优异,达到铁氧体电感磁芯表面金属薄膜技术要求。     

Cr/CrN/CrNC/CrC/Cr-DLC梯度膜层的研究

采用中频磁控溅射结合离子源技术沉积Cr／CrN／CrNC／CrC／Cr-DLC膜层。利用扫描电镜（SEM）、电子能谱（EDS）、Raman光谱和俄歇深层剥层分别对膜层微观形貌、成分组成、键结构及梯度成分深层分布进行分析；采用努氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪及洛氏硬度计测评膜层机械性能。结果表明：采用中频磁控溅射可沉积出大面积Cr／CrN／CrNC／CrC／Cr-DLC梯度膜层；Cr溅射功率对C键结构影响不大，但表层DLC中Cr的含量和膜层厚度随中频功率增大而增大；随DLC中掺Cr量增多，膜层硬度及摩擦因数略有上升；采用梯度过渡层及掺入金属Cr提高了膜层附着力，但过高的中频功率使沉积离子能量偏高，膜层压应力增加反而降低了膜层附着性能。     

活塞环用CrN膜层摩擦磨损性能研究

采用阴极电弧离子镀技术沉积了厚度为20μm左右的CrN膜层,分别用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、划痕仪,分析测试了CrN膜层的表面和截面形貌、膜层厚度、硬度、结合力等性能.用专用珩磨机模拟活塞环在气缸内的运动,对比了氮化+CrN活塞环与普通氮化环在极端情况下的磨损特性.结果表明:采用阴极电弧离子镀方法制备的CrN膜具有良好的综合性能,膜层界面明晰、结构致密,膜层与基体结合力大于100 N;氮化+CrN活塞环的表层磨损量仅为普通氮化环的1/7,表现出极佳的耐磨性.     

CrTiAlCN多元多层梯度膜的制备及其结构

采用中频反应磁控溅射、离子束辅助方法沉积CrTiAlCN多元硬质薄膜,利用扫描电镜、俄歇电子谱、透射电镜及X射线衍射等技术对膜层的过渡层、界面及微观结构进行研究.结果表明:沉积制备的膜层为多层梯度过渡结构,成分深度分布及相结构分析证实,所制备的多元多层梯度膜与所设计的基体/Cr/CrN/CrTiAlN/ CrTiAlCN结构相吻合;在梯度过渡中,不同层之间界面体现为渐变过渡过程;沉积制备的多元多层梯度膜硬度高达26.31 GPa,膜/基结合力大于80 N,摩擦因数低至0.113,力学性能优良.     

轰击电压对钕铁硼表面蒸发镀铝膜层耐腐蚀性能的影响

为提高钕铁硼磁体的耐腐蚀性能,采用离子辅助蒸发镀技术在其表面沉积Al防护膜层.试验中用扫描电子显微镜(SEM)观察膜层的表面及截面形貌,通过电化学方法及中性盐雾试验检测膜层的腐蚀性能,通过拉伸试验评价膜层与基体的结合强度,以研究轰击电压对膜层结构和性能的影响.结果表明,在轰击电压0~-1500V下沉积Al膜层,随着轰击电压的上升,Al膜层的晶粒先减小后增大,在-1200V下制备的Al膜层的晶粒最细小;随着轰击电压的上升,Al膜层的耐盐雾腐蚀时间增加,自腐蚀电流密度下降低.在-1500V下制备的Al膜层的耐盐雾腐蚀时间可达72h,自腐蚀电流密度可达1.203μA·cm-2,具有最好的耐腐蚀性能.施加轰击电压可以提高膜基的结合强度及耐盐雾腐蚀性能.     

掺杂钨类金刚石膜的显微结构与性能

利用非平衡磁控溅射与离子源复合沉积技术,以高纯甲烷和氮气作反应气体,钨为溅射靶,在40Cr、Si(100)基片和不锈钢基体上分别制备了厚度约为2μm的掺杂钨类金刚石膜,并在类金刚石膜与基体间沉积了过渡层;应用X射线衍射、拉曼光谱、俄歇电子能谱等手段分析了掺杂钨类金刚石膜的显微结构和表面成分;应用球盘摩擦磨损试验机以及纳米硬度计等测试了膜的硬度、摩擦性能及结合强度。结果表明:所制备的膜表面均匀、致密、光滑,具有典型的类金刚石结构特征;掺杂的钨弥散分布在无定型的碳中,一部分形成W2C微晶相;当膜中钨原子分数约为20%时,膜的硬度最高,摩擦因数也相对较小,膜基结合力在70 N以上。     

H13钢等离子渗氮-类金刚石膜(DLC)复合处理的性能研究

研究了等离子渗氮-离子镀类金刚石膜复合处理工艺与未氮化离子镀类金刚石膜处理工艺对H13钢表面性能的影响.结果表明,经过等离子渗氮后镀类金刚石涂层复合处理的H13钢表面硬度、膜/基结合强度、耐磨性能等均优于未氮化镀类金刚石涂层的样品.