脉冲负偏压对TiN-Cu复合膜结构与性能的影响

为了研究薄膜的生长过程对薄膜结构和性能的影响并促进该类薄膜的商业应用,利用电弧离子镀在不同脉冲负偏压下沉积了TiN-Cu复合膜,并对其表面形貌、晶体结构、能谱、硬度、结合强度和耐磨性进行研究.结果表明,在50~300 V范围内,随脉冲负偏压值增加,沉积薄膜中Cu原子分数逐渐减少;薄膜中最大的Cu原子分数低于Cu-Ti合金靶中Cu原子分数.沉积膜中TiN相存在明显的(111)晶面织构,并且脉冲负偏压值增大,薄膜的织构程度增加.脉冲负偏压值增加,沉积的TiN-Cu复合膜的硬度和耐磨性降低,但结合强度增加.沉积膜结构与性能的变化与脉冲偏压引起薄膜中Cu原子分数的变化有一定关系.     

脉冲偏压对铝合金上TiN膜生长的影响

为了研究在铝合金上硬质膜的性能,促进硬质TiN膜在铝合金构件上的应用,利用电弧离子镀在7075铝合金上沉积TiN膜层,并通过改变脉冲偏压幅值研究其对薄膜生长过程的影响.结果表明,生长的TiN膜具有柱状特征,在无偏压或低偏压时,柱状特征明显,但随着负偏压值的增大,柱状特征变得不明显,膜层中Ti和N的原子比率增加,由无偏压、低偏压时近似为1.0增加到-200V偏压时的1.2.在0～-200V偏压范围内,沉积膜的平均生长速率由1.5μm/h增加到11.3μm/h.随着负偏压的增加,TiN膜的(111)方向的择优取向越来越明显,而(200)方向强度越来越小.沉积膜呈柱状生长,具有明显的择优取向,其程度受脉冲偏压影响.     

高锰TWIP钢拉伸时织构演变和孪生弱化织构的作用

研究室温下锰的质量分数分别为26%和30%的两种晶粒较粗大的TWIP钢拉断过程中织构的演变规律及孪生弱化〈111〉织构的作用。结果表明,TWIP钢拉伸时形成较强的〈111〉织构,也形成由〈111〉取向晶粒的不同孪晶产生的接近〈100〉的弱织构,从而孪生弱化了〈111〉拉伸织构。粗的奥氏体晶粒促进孪生,从而加速〈111〉织构的弱化。拉伸过程中〈111〉取向的晶粒有利于形变孪生,〈100〉取向的晶粒不利于孪生。锰含量较低的26Mn钢出现少量的形变诱发ε-M,由于ε-M主要从〈111〉取向的形变孪晶内形成,因此也出现择优取向,形成倾转的基面织构,弱化了〈111〉织构。     

再结晶退火温度对无取向硅钢织构和磁性能的影响

对冷轧及退火后无取向硅钢织构及磁性能的变化进行研究。借助电子背散射衍射（EBSD）技术测量退火试样的极图,计算取向分布函数（ODF）和织构组分的体积分数,并利用TYU-2000M磁性能测量仪测量试样的磁性能。结果表明,810、840、880℃下退火3min后,试样的再结晶均充分完成,且晶粒随着退火温度的升高而长大;退火后,试样中首先显现{111}〈112）织构组分,且随退火温度的升高呈增强趋势;退火温度继续升高时,{111}〈110〉织构组分增强,一次再结晶后材料中出现{111}面织构,导致试样的磁感应强度B50降低,同时由于晶粒的长大使得试样的铁损P15减小。     

线材冷轧织构演变的定量研究

为了探讨圆柱型线材压扁过程中晶粒取向的变化规律,借助于XRD织构衍射仪与三维取向分布函数(ODF)分析,研究了异步轧制的ECAP一道次处理后的实验样品的织构随着冷轧压下量的演变规律.实验结果表明:从快辊侧分析,织构取向密度沿着冷轧实验试样的厚度从表层到中心层随着形变量的增加,冷轧纯铁试样中主要织构组分逐渐形成了<110>//RD(轧向)的α-纤维织构和<111>//ND(轧面法向)的γ-纤维织构,且织构组分的取向密度级别逐渐增加.另外,通过反极图分析与定量计算可以知道:不同压下量下, <110>织构组分体积分数由表及里呈现增长趋势.<100>织构组分体积分数在压下量为0%,40%时由表及里先上升后下降.当压下量为80%时则出现相反变化趋势.当压下量为0%时,<111>织构组分体积分数先下降后升高.而压下量为40%,80%时<111>织构组分体积分数呈现上升趋势,沿着试样厚度存在一定差别.     

新型射频等离子化学气相沉积系统

设计了一种射频电极作为基板支架的射频等离子体化学气相沉积系统.其温度可达700℃,负偏压是可调的.并以沉积的TiN膜的取向为例说明了系统的工作情况.     

工艺参数对反应磁控溅射TiN薄膜硬度的影响

采用反应磁控溅射工艺,在W18Cr4V高速钢基片上制备TiN薄膜;运用正交设计方法选取工艺参数,研究溅射电流、N_2流量、Ar流量、负偏压等工艺参数对TiN薄膜硬度的影响;并进一步研究了负偏压对薄膜硬度影响。结果表明,各参数对硬度的影响次序由大到小依次为:负偏压、N_2流量、溅射电流、Ar流量。当负偏压小于100V时,负偏压可增加离子对基片的轰击作用,提高致密度,从而提高薄膜硬度;当负偏压大于100V时,过强的离子轰击使薄膜产生更多的缺陷,使薄膜硬度降低。     

LPCVD多晶硅薄膜的晶体结构

本文研究了用于制作压阻元件的LPCVD多晶硅薄晶体结构与淀积温度,膜厚及热处理温度的关系。多晶硅薄膜的织构和晶粒度不仅与淀积温度有关,而且与膜厚有着密切的关系,1000℃以上的高温热处理具有增大晶粒度和减小薄膜在淀积过程中形成的晶粒优先取向的作用。     

铝基复合材料基底镀厚膜TiN的附着力研究

利用直流磁过滤多弧离子镀技术在铝基复合材料基片上镀制大于25μm的TiN厚膜.对厚膜TiN的附着力及其与各种工艺条件的关系.采用扫描电镜对厚膜TiN的微观结构及划痕形貌进行了分析.研究结果表明:基片的清洗、基片的温度、孤电流、脉冲偏压和镀层界面组织结构等都影响厚膜TiN的附着力;弧电流为70A、脉冲偏压为100V、占空比为70%、温度为200℃时,厚膜TiN的临界载荷达到4.5kg/mm~2,远大于指标要求4kg/mm~2;镀层界面的融合有利于提高厚膜TiN的附着力.     

IF钢生产过程中的织构演变

对IF钢生产过程中热轧、冷轧及退火试样的织构演变进行研究。分别借助EBSD和XRD测定和计算了热轧、退火及冷轧试样的取向分布函数及相关织构组分的体积分数。结果发现,热轧板在变形过程中发生了动态再结晶,晶粒为细小的等轴晶,为后续组织发展提供了基础;热轧后试样中的织构很弱,不会影响冷轧织构组分及含量。冷轧过程是织构形成的主要过程,试样中含有4种主要的织构组分：{001}〈110〉、{111}〈110〉、{111}〈112〉和{112}〈110〉。退火过程中发生再结晶,4种冷轧织构组分在退火过程中均分别转变为{111}面织构。     

基体中铁对化学气相沉积TiN的影响

本文用X射线衍射和扫描电镜能谱研究了铁基基体中铁的扩散,及其对TiCl_4/H_2/N_2系统,化学气相沉积TiN涂层的组织、结构和性能的影响。利用本文提出的铁原子表面扩散机理,以及利用其他研究者的结论,能解释实验结果。     

PVD法制备TiN/AlTiN涂层的摩擦与磨损性能

采用物理气相沉积法在Cr12MoV钢基体上沉积TiN和AlTiN涂层,用扫描电镜、X射线衍射仪和划痕仪分析了涂层表面与界面形貌、物相和结合强度,并进行了摩擦与磨损试验。结果表明,TiN和AlTiN涂层具有较高硬度,AlTiN涂层表面粗糙度优于TiN涂层,TiN涂层表面轮廓算术平均偏差Ra为328.91nm,AlTiN表面轮廓算术平均偏差Ra为112.49nm;TiN涂层结合强度为28.85N,而AlTiN涂层结合强度为27.35N;AlTiN摩擦因数在磨合期和波动期略高于TiN涂层,在稳定期摩擦因数基本接近,维持在0.44-0.46左右;AlTiN涂层韧性比TiN涂层有一定的提高,其磨损性能优于TiN涂层。     

模具表面离子镀TiN薄膜

本文进行了对模具表面离子镀TiN薄膜的研究,本实验采用直流二极型离子镀,实验设备是由一台真空镀膜机改装而成。离子镀是一个很复杂的过程,这是由于此过程中的参数很多,例如,基体与蒸发源间的距离、活化反应过程中的氮分压与氩分压、基偏压、蒸发电流、基体温度等。在我们的实验条件下,模具的表面得到了理想的镀层,TiN镀层呈金黄色,其平均厚度为2.5—3.0μm、显微硬度达2000—2200kg/mm~2,附着力为1.5—2.0kg/mm~2。这种经离子镀处理过的模具,其使用寿命可以延长3—4倍。     

涂层高速钢钻头的钻削试验研究

以轴向力和扭矩为判据来比较 3种不同涂层刀具在钻削不锈钢时的切削性能 ,试验结果表明 ,以TiN表面多层涂层钻头钻削效果最好 ,TiCN表面多层涂层钻头次之 ,而单层涂层钻头最差 .同时发现不同的涂层刀具钻削不锈钢时产生的轴向力和扭矩值亦随着进给速度的增加而增大 ,但在固定进给速度 ( 0 1 2mm/r)改变转速时 ,3种不同涂层钻头的轴向力与扭矩在转速为 1 4r/s时最小 ,随着转速增加到 2 0r/s时 ,轴向力和扭矩增至最大 ,而当转速继续增加到 2 6r/s时 ,则轴向力与扭矩反而开始下降     

TiN涂层应用及研究进展

综述了近年来TiN涂层的应用,以及为改善TiN涂层性能而进行的多元合金化、多层涂层方面的研究工作,并指出了TiN涂层的发展方向.     

真空溅射氮化钛的研究

本文借助三极反应溅射TiN炉,研究了高速钢刀具进行真空溅射TiN时,其TiN沉积层厚度、残余应力、基体硬度等特性随不同沉积时间的变化规律;同时初步分析了间断溅射对沉积层形态的影响。研究证明:采用真空溅射沉积TiN的高速钢工模具可显著地提高使用性能,具有明显的经济效益。     

多层复合TiN镀层的研究进展

TiN镀层已获得广泛的应用.为克服单一TiN镀层的不足和进一步改善TiN镀层的性能,近年来,对TiN镀层进行了深入的研究.本文综述了多层复合TiN镀层研究的最新进展,详述了TiN/氮化、TiN/Ni-P、TiN/TaN、TiN/SiC、TiN/TiCrN/CrN/CrTiN、Ti(C,N)/TiN、TiN-MoS2/Ti、TiN-DLC多层复合镀层的工艺、结构和性能,指出了今后TiN镀层的研究方向.