离子束增强沉积CrN膜层及其微动摩擦学性能研究

以不同氮离子辅助轰击能量制备CrN膜层．利用纳米压入仪及显微硬度计分别测试单晶Si片上膜层的硬度及断裂韧度K1C．使用XRD、XPS及EPMA分析离子轰击能量对镀层组织结构的影响。结果表明，采用能量较低的氮离子轰击得到的涂层，由于金属Cr的存在，涂层硬度虽有所降低，但断裂韧度K1C数值较高。选择较低的4keV辅助轰击能量，在M2高速钢基体上沉积CrN涂层，膜层在空气介质中表现出优异的耐磨减摩特性.但在水介质条件下，由于膜层接触区域的去钝化，再钝化使腐蚀和磨损相互加速，导致CrN膜层摩擦系数，尤其是磨损量明显高于基材。     

利用双层辉光放电形成Mo-N硬质镀层

用双层辉光放电在钛合金Ti6Al4V表面形成了Mo-N硬质镀层。用X射线衍射仪和纳米压入仪分别对镀层的相结构、硬度和弹性模量进行了研究，并用涂层压入仪对镀层与基体间的结合强度进行了测定。结果表明：Ti6Al4V表面形成了均匀的Mo—N硬质镀层，镀层厚约10μm，由面心立方结构Mo2N化合物构成；Mo2N硬质镀层的硬度和弹性模量分别为13．80GPa和261．65GPa;镀层与基体间具有较好的结合强度。     

钛合金等离子氮化表面的细菌粘附研究

本文对用作口腔修复材料的钛合金(Ti6Al4V)进行等离子氮化处理.分析和表征改性层显微组织的显微硬度、元素分布情况及改性层相结构;比较了改性前后表面粗糙度、表面形貌及细菌粘附情况.结果显示:钛舍金表面经等离子氯化得到的改性层均匀、致密,厚度约为2.8μm,表面显微硬度值为HK0.0251 443,改性层由TiN及Ti2N两种氮化物组成.与改性前相比,试样表面形貌发生变化,表面粗糙度提高,改性后的钛合金表面可以显著地减少细菌粘附.     

AISI304不锈钢表面渗Cu层对其摩擦学行为的影响

利用等离子表面合金化技术,在304不锈钢表面制备渗Cu改性层。借助球-盘磨损试验机对改性层常规大气环境下与不同偶件（GCr15球,Al2O3球）对摩时的摩擦学性能进行了测试。结果表明：不锈钢表面渗Cu改性层均匀致密、与基体结合良好,厚度大约26μm,主要由纯Cu和膨胀的奥氏体等相组成。渗Cu改性层的摩擦学性能与摩擦偶件相关。渗Cu不锈钢与GCr15球对摩时Cu改性层阻止了不锈钢与配副直接接触,并在摩擦过程中起到固体润滑作用,明显改善了不锈钢的摩擦学性能;渗Cu不锈钢与Al2O3球对摩时,由于陶瓷球的稳定化学性能及Cu改性层相对较低的剪切强度,导致摩擦过程中磨粒磨损加剧。     

离子束辅助磁控溅射沉积铬-铜-氮薄膜的结构与性能

应用低能离子束辅助磁控溅射（IBAMS）沉积铬-铜-氮薄膜,研究了铜含量和轰击能量对薄膜结构、硬度和断裂韧度的影响。结果表明：在相同的轰击能量（400eV）下,铜含量对薄膜结构和硬度的影响不明显,但是铜的加入有利于提高薄膜的断裂韧度;离子辅助轰击能量从400eV增加到800eV时薄膜的结构发生了显著变化,断裂韧度和硬度均大幅度提高。     

Ti 6 Al 4 V 表面 Ti-Cu-N 纳米薄膜溅射沉积及其抗菌性能研究

目的提高医用钛合金的抗菌性能。方法应用直流磁控溅射在Ti6Al4V基体上沉积Ti-Cu-N薄膜,通过平板计数法和细菌活死染色对比研究薄膜和基材的抗菌性能。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和辉光放电光谱分析仪研究薄膜的微观组织、化学成分分布。结果 Ti-Cu-N薄膜对大肠杆菌展现了优良抗菌性能。结论 Ti-Cu-N薄膜能够很好地改善Ti6Al4V合金的抗菌性能。     

钨表面WTaTiVCr高熵合金层的组织与性能

使用双辉等离子体渗金属技术,通过调整渗金属温度在钨表面制备了WTaTiVCr高熵合金层,使用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计、往复摩擦试验和电化学腐蚀试验等对其组织成分、力学性能、耐磨性和耐蚀性等进行了分析。结果表明:当渗金属温度为1150 ℃、源极与阴极电压差为400 V时,可以得到含有扩散层、沉积层的复合渗金属层,其中扩散层区域各元素的原子分数为W_0.38Ta_0.14Ti_0.2V_0.2Cr_0.08,相结构为单相BCC结构,符合高熵合金层的相结构与元素组成规律。同时其表面硬度由于受到固溶强化、晶格畸变等强化机理,与纯钨相比有很大的提升,达到1300 HV0.2以上。另外,该渗金属层的平均摩擦因数为0.447,磨损率为3.43×10^-8 mm³/(N·mm),腐蚀速率为3.87 mg/(m²·h),具备一定的耐磨性和耐蚀性。综合以上结果,通过双辉技术在钨表面制备的WTaTiVCr高熵合金层可以有效提高W基体的力学性能和耐腐蚀性能。     

元素成分对磁控溅射TiNi薄膜结构性能的影响及其控制

描述了TiNi形状记忆合金薄膜的一般特性及成分对其组织及性能的重要影响.磁控溅射法是应用最为广泛的制备TiNi基形状记忆薄膜的方法之一,但由于Ti与Ni的溅射产额不同,很难得到理想成分的TiNi薄膜.目前主要采用改变工艺参数或靶材成分补偿的方法控制薄膜的成分.借鉴反应磁控溅射沉积薄膜时成分控制方法,提出了一种利用溅射靶表面光发射谱的控制技术,理论上可以达到精确检测或控制TiNi形状记忆合金薄膜成分的目的.     

纯钛表面等离子渗镍合金层的显微组织及摩擦学性能

采用等离子表面合金化技术对纯钛进行表面渗镍处理,对渗镍后形成的合金层显微组织、物相组成及硬度进行了分析,并对其摩擦学性能进行了研究。结果表明:渗镍后在纯钛表面形成了与基体结合良好的钛-镍合金层,合金层主要由Ti2Ni、TiNi及钛相组成,厚约30μm,显微硬度约为570HV,合金层的干滑动摩擦磨损性能较纯钛基体的有很大提高。