非平衡磁控溅射沉积TiC／a—C多层膜的组织结构

本文采用非平衡磁控溅射沉积技术,分别以石墨和甲烷气体为碳源,制备TiC／a-C多层膜。利用Ⅺ射线衍射仪、透射电子显微镜、俄歇电子能谱仪和拉曼光谱仪等实验手段对所沉积的TiC／a—C多层膜的组织形态、结构及成份进行了分析。结果表明：所制备的两种TiC／a-C薄膜中,TiC的晶粒呈柱状生长;用溅射石墨靶方法获得的TiC／a-C薄膜,无明显的层状结构,a-C相为石墨化和非石墨化的碳原子构成,碳原子的有序化程度较大;而采用甲烷气体为碳源沉积的TiC／a—C薄膜,呈规则的分层结构,碳原子的有序化程度低。采用过渡层及添加适当的金属元素能改善膜／基的结合强度。     

MCrAlY涂层高温氧化界面扩散行为研究进展

MCrAlY涂层在保护基体高温氧化和腐蚀方面发挥着重要作用,可在基体表面形成致密连续的氧化层,阻止阳离子和氧的扩散。随着氧化铝层的生长,导致涂层/氧化层界面处铝浓度降低,抑制了连续的Al2O3层的生长,导致混合氧化物和裂缝以及空隙的形成,使得涂层过早失效。在涂层和基体界面,真空热处理提高了界面的结合强度,改善了涂层与基体的粘附性。然而在高温下的界面扩散过程将对基体产生有害的影响。基体的难熔强化元素,如Ti,W,Mo,可以扩散到涂层中。而且相互扩散过程可在基体形成二级反应区（SRZ）,析出拓扑密堆相（TCP）相,如σ,μ和Laves相等,降低高温合金的高温疲劳寿命。在本文中,详细介绍了涂层/基体的界面扩散过程,以及总结了当前对界面扩散效应的理解以及对减少界面扩散所做的努力。     

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.     

含铟铝合金焊料及其复合带性能的研究

将铟含量不同的Al-Si-Mg-In焊料与Al-Mn芯材制成复合带材,研究了铟对复合带性能的影响。结果表明：铟含量对焊料与芯材的热复合性能影响不大;当铟含量ωln低于0.027%时,焊料中铟一越高复合带强度和钎焊性能越好;当ωln高于0.027%时,随焊料中铟含量的增加,复合带强度和钎焊性能反而下降;焊料中铟的最佳含量ωln为0.027%。     

偏压对高功率脉冲磁控溅射DLC膜层结构及性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射技术制备DLC膜层,研究了偏压的变化对膜层结构及主要力学性能的影响.利用扫描电镜、原子力显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、纳米压入仪、划痕仪和磨擦磨损试验仪分析检测了DLC膜结构与性能.结果表明:偏压的提高,有利于改善DLC膜的表面光洁度及致密性,DLC膜表面均方根粗糙度R_q由不施加偏压时的5.39 nm降低至偏压为-350V的0.97 nm;致密性的提高使沉积速率略有下降,膜层厚度减小.偏压的增加,DLC膜内部sp~3含量先增加后减小趋势,在偏压为-250 V时,DLC膜中sp~3含量最高.偏压的增大,DLC膜的硬度、杨氏模量和摩擦磨损等主要力学性能均呈先增大后减小的趋势,并在偏压为-250 V时达到最高值,与微观结构变化趋势相吻合.     

工艺参数对阴极电弧离子镀ZrN薄膜表面形貌及结构的影响

本文采用阴极电弧离子镀技术制备了ZrN膜层,研究了工作气压、偏压、弧流等工艺参数对ZrN膜层表面形貌和结构的影响,分别用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了膜层的表面形貌及相结构。结果表明:工作气压、偏压、弧电流等工艺参数对ZrN膜层的表面形貌有较大的影响,在本实验内适当提高N2压强、偏压以及在稳弧前提下降低弧流有利于减少大颗粒,改善ZrN膜层表面形貌,提高膜层综合性能;不同工艺参数下制备的ZrN膜层均具有典型的面心立方结构,工作气压和弧电流对ZrN膜层晶体生长方向的影响较小,偏压对晶体生长方向的影响显著,在20 V偏压下,晶体呈(200)面择优取向,继续提高偏压(100 V~300 V),晶体生长呈(111)面择优取向。     

15CrMnMoVA钢磁控溅射镀铝防护层耐腐蚀性能

采用磁控溅射技术,在15CrMnMoVA钢上镀覆一层纯铝防腐蚀薄膜。利用盐雾机、电化学测量仪、扫描电镜和能谱仪对比基体和铝涂层样品的耐腐蚀性能,同时分析偏压、靶电流、沉积时间等因素对涂层耐腐蚀性能的影响。结果表明,铝膜厚度为8.2μm的样品,铝膜层晶粒均匀,大小为1～2μm、膜/基界面平整、结合良好,其中基体与膜层界面处致密的过渡层对提高样品的耐腐蚀性作用显著;在中性盐雾气氛中,516h出现红锈;Al膜沉积时间为1h的样品,其自腐蚀电流比基体低2个数量级,达到icorr=-6.53×10-8 A,能有效提高基体的耐腐蚀性,膜层在中性盐雾腐蚀气氛下失效方式为逐层失效;薄膜沉积过程中,提高负偏压、靶电流和镀膜时间,均能提高膜层的质量。     

磁过滤电弧离子镀制备DLC薄膜的表面形貌和成键状态

利用磁过滤电弧离子镀技术在单晶Si基体表面沉积了类金刚石薄膜,研究了工作气压和偏压占空比对DLC薄膜表面形貌、沉积速率和成键情况的影响.通过扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌,利用Image pro-plus图像处理软件统计薄膜表面大颗粒的面积和数量,通过拉曼光谱仪测量类金刚石薄膜的成键状态,结果表明,随着工作气压从0.1 Pa升至0.5 Pa,薄膜表面大颗粒的总面积逐渐增加,沉积速率下降,sp3键含量增加;偏压占空比从15,提高至75,,表面大颗粒的总面积和数量均不断升高,沉积速率下降,薄膜中sp3键含量先降后升;占空比为30,时,薄膜中sp3键含量最低.     

CrN膜层结构对其性能的影响

为制备厚且结合良好的硬质陶瓷膜层,采用真空阴极电弧离子镀技术,在6Cr13Mo钢表面分别沉积不同膜层结构的CrN膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪和磨擦磨损试验仪分析探讨了膜层结构与性能之间的关系.结果表明:单层结构CrN膜沿(111)择优生长;随膜层厚度的增加,颗粒等缺陷增多及晶粒长粗,致密度下降,结合力及磨损率下降;多层结构Cr-CrN膜沿(200)择优生长,随膜层厚度的增加,晶粒细小,致密性高,结合力及磨损率保持稳定;当厚度在20μm左右时,单层结构Cr-CrN膜硬度(Hv)为1899、结合力为13 N、磨损率为17.30×10-6mm3/m·N,而多层结构Cr-CrN膜硬度(Hv)为2000、结合力为100 N、磨损率为4.25×10-6 mm3/m·N;多层结构Cr-CrN膜的性能明显优于单层结构CrN膜.     

真空电弧离子镀ZrN涂层的工艺与性能

采用真空阴极电弧离子镀在不同基体材料上镀ZrN涂层,试验研究了ZrN薄膜的沉积工艺与性能,分析了基体偏压和沉积真空度对ZrN薄膜显微结构与性能的影响。XRD结果表明,随着偏压升高和炉底真空度的降低,ZrN（111）衍射峰逐渐增强,而（200）衍射峰逐渐减弱;炉底真空度降低,试样表面液滴状况明显变好。