不同基体CrN/CrCN多层涂层海水环境摩擦学性能研究*

为研究不同基体材料对CrN/CrCN多层涂层在海水环境下摩擦学性能的影响,采用多弧离子镀技术在H65铜合金、TC4钛合金和316L不锈钢基体上沉积CrN和CrN/CrCN多层复合涂层,通过XRD、SEM等技术对涂层的结构进行表征,通过结合力、硬度测试和摩擦磨损试验分析涂层在大气环境和海水环境下的力学性能和摩擦学性能。结果表明:CrN/CrCN多层涂层的内应力相对于CrN明显减小,且硬度相对CrN涂层较高;TC4钛合金为基体的涂层结合力较好且涂层硬度较高;在海水环境下涂层的摩擦因数相对于大气环境都有较大幅度下降,其中,以TC4钛合金和316L不锈钢为基体的涂层摩擦因数较小;以H65铜合金为基体的2种涂层在海水中的磨损率高于大气中,而以TC4合金、316L不锈钢为基体的CrN/CrCN多层涂层在海水环境下的磨损率低于大气环境;TC4钛合金为基体的CrN/CrCN多层涂层在海水环境下具有最低的磨损率,表明TC4钛合金更适合作为海水环境下CrN/CrCN多层涂层耐磨的基体材料。     

20钢锅炉水管的泄漏失效分析

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪等测试方法,对在使用过程中产生贯穿性裂纹导致泄漏的20钢锅炉水管进行了检测和分析。结果表明:裂纹分布于水管弯曲段位置,裂纹中存在大量单质铜。结合其使用环境分析,在含铜离子的水介质及张应力作用下,水管弯曲部位发生了应力腐蚀,介质中的铜离子是换热器中铜管的腐蚀产物。     

多弧离子镀制备TiSiN涂层的结构及其摩擦学行为

为了研究Si含量对TiSiN涂层性能的影响,采用多弧离子镀技术在Ti6Al4V表面制备了不同Si含量(质量分数)的TiSiN涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)纳米压痕仪、摩擦磨损试验机表征其表面形貌、成分,力学性能及摩擦学性能。结果表明:随着靶材中Si含量的增加,涂层硬度从35GPa增加到42GPa。在TiSiN涂层中Si元素主要以Si3N4非晶态存在,形成了非晶Si3N4包裹TiN纳米晶结构。当靶材中Si含量为8%时,涂层在海水中的磨损率约为2.1×10-6 mm3/(N·m),此时涂层的摩擦性能最好。     

钛金属表面渗氮层与TiAlN耦合涂层的结构及摩擦学行为

研究了在钛合金表面渗氮-离子镀TiAlN膜复合处理与单一离子镀TiAlN膜处理工艺对钛合金力学性能、海水环境下的摩擦学的影响。采用SEM S4800、XRD、XPS、纳米压痕仪,观察了薄膜的表面及截面形貌,分析了渗氮后的钛合金表面、单涂层及复合涂层的相组成变化,化学成分和元素化学价态,测试了两种样品硬度随深度的变化。结果表明,复合涂层中择优取向(200)晶面明显,复合涂层渗氮后基底硬度增加,薄膜硬度下降速度慢,有利于提高涂层的耐磨性,且在海水润滑作用下,短时间摩擦过程中复合涂层的磨损量最小。     

显微分析技术在背光模组表面异物成分分析中的应用

采用扫描电子显微镜及X射线能谱仪、显微红外光谱仪、显微激光拉曼光谱仪等显微分析技术对两种液晶显示器用背光模组表面异物的成分进行了分析。通过扫描电子显微镜及X射线能谱仪观察异物的形貌及分析其元素组成,结果发现两种背光模组含有不同的异物,分别含有C、O及C、O、Si等元素;通过显微红外光谱及拉曼光谱,确定两种异物的成分分别为聚二甲基硅氧烷及聚丙烯酸酯。再结合生产实际,推测异物可能分别来源于生产涂层的原料及脱落的胶黏剂。