铝合金等离子体基离子注入形成AlN／TiN层结构研究

用X射线光电子能谱和小掠射角X射线衍射研究了铝合金LY12等离子体基离子注入形成的AlN/TiN改性层的结构。结果表明,N和Ti能注入铝合金表面,N在注入层呈类高斯分布,而Ti沿注入方向呈梯度递减。后注入的Ti和N对先注入的N的含量和分布有重要影响。同时注入Ti和N,能在试样表面形成一层稳定的Ti,N层。所形成的AlN/TiN改性层主要由TiO2,TiN,TiAl3,Al2O3,AlN相组成。     

铝合金等离子体基离子注入形成A1N/TiN层结构研究

用X射线光电子能谱和小掠射角X射线衍射研究了铝合金LY12等离子体基离子注入形成的AIN/TiN改性层的结构.结果表明,N和Ti能注入铝合金表面,N在注入层呈类高斯分布,而Ti沿注入方向呈梯度递减.后注入的Ti和N对先注入的N的含量和分布有重要影响.同时注入Ti和N,能在试样表面形成一层稳定的Ti,N层.所形成的AlN/TiN改性层主要由TiO2,TiN,TiAl3,Al2O3,AlN相组成.     

铝合金等离子体基离子注入形成AlN/TiN层及其耐磨性能

用X射线光电子能谱 (XPS)和小掠射角X射线衍射 (GAXRD)研究了铝合金LY12等离子体基离子注入形成AlN/TiN改性层的成分分布及相结构 .在此基础上测量了改性层的纳米硬度 ,并进行了摩擦磨损试验 .结果表明 ,氮和钛都能有效地注入到铝合金里 ,后注入的元素对先注元素的含量和分布有重要影响 .钛、氮同时注入在试样表面形成一层稳定的钛、氮化合层 .和未改性试样相比 ,所形成的AlN/TiN改性层纳米硬度及承载能力都提高 5倍以上 .在低滑动载荷下 ,摩擦系数减小 70 %以上 ,耐磨性提高近 10倍 ,耐磨寿命提高了近 6倍 ,粘着磨损程度显著减轻 .随着载荷的增加 ,相应的耐磨性能有所降低 .适当的改性层结构及其中分布的TiO2 、TiN、TiAl3、Al2 O3、AlN等相是性能改善的主要原因     

铝合金等离子体基离子注入形成A1N／TiN层及其耐磨性能

用X射线光电子能谱（XPS）和小掠射角X射线衍射（GAXRD）研究了铝合金LY12等离子基离子注入形成A1N/TiN改性层的成分分布及相结构，在此基础上测量了改性层的纳米硬度，并进行了摩擦磨损试验，结果表明，氮和钛都有效地注入到铝合金里，后注入的元素对先注元素的分布和重要影响，钛，氮同时注入在试样表面形成一层稳定的钛，氧化合层，和未改性试样相经,形成的A1N/TiN改性层纳米硬度及承载能力都提高5倍以上，在低滑动载荷的增加，相应的耐磨性能有所降低，适当的改性层结构及其中分布的TiO2,TiN,TiAl3,Al2O3,AIN等相是性能改善的主要原因。     

铝合金等离子体基离子注入形成AIN/TiN层及其耐磨性能

用X射线光电子能谱(XPS)和小掠射角X射线衍射(GAXRD)研究了铝合金LY12等离子体基离子注入形成AIN/TiN改性层的成分分布及相结构．在此基础上测量了改性层的纳米硬度,并进行了摩擦磨损试验．结果表明,氮和钛都能有效地注入到铝合金里,后注入的元素对先注元素的含量和分布有重要影响．钛、氮同时注入在试样表面形成一层稳定的钛、氮化合层．和未改性试样相比,所形成的AIN/TiN改性层纳米硬度及承载能力都提高5倍以上．在低滑动载荷下,摩擦系数减小70％以上,耐磨性提高近10倍,耐磨寿命提高了近6倍,粘着磨损程度显著减轻．随着载荷的增加,相应的耐磨性能有所降低．适当的改性层结构及其中分布的TiO2、TiN、TiAl3、Al2O3、AIN等相是性能改善的主要原因．,The disfribution of composition and microstructure of the AIN/TiN layer of aluminum alloy 2024 im-planted by Plasma Based Ion Implantation(PBⅡ) were characterized using X -ray Photoelectron Spectroscopy(XPS) and Glancing Angle X -ray Diffraction (GAXRD). XPS results show that N and Ti can be implantedinto 2024 effectively, the content of N presents a Gaussian - like distribution, and that of Ti decreases gradu-ally along the implanted direction from the surface. The post -implanted elements have great influence on thecontent and depth profile of the pre - implanted ones. The simultaneously implanted Ti and N can form asteady layer of Ti and N on the surface. In comparison with 2024, the AIN/TiN layer has remarkably improvedthe mechanical properties, of which both the nano - hardness and the load bearing capacity have in most cases increased over 5 times, the friction coefficient has been decreased more than 70% , wear life has been im-proved near to 6 times, and the wear resistance has enhanced approximately 10 times and the degree of adhe-sive wear has lightened markedly at low sliding loads. Nevertheless, the wear-resistant properties are reducedgradually with increasing the sliding load. The great improvement of the mechanical properties is mainly owingto the proper structure of the layer and the presence of TiO2, TiN, TiAl3, Al2O3, and AIN phases in it.     

DU-Ti合金表面N+Ti+多层Ti/TiN复合膜的制备与耐蚀性

采用单一的表面改性技术难以提高贫铀钛合金(Du-Ti)的耐蚀性能.采用等离子体浸没离子注入技术依次在Du-Ti合金表面注入N和Ti,再利用非平衡脉冲磁控溅射技术制备多层Ti/,TiN,研究了膜层的形貌、结构及耐蚀性能.结果表明:膜层厚约3μm,呈柱状结构,致密,但存在一些微缺陷,膜基结合紧密;膜层出现面心立方结构的TiN和密排六方的Ti,在DU-Ti合金界面形成了少量的UO2,没有铀的氮化物;膜层耐蚀性能较基体得到较大提高;微观缺陷是TiN层局部片状脱落的主要原因,外层TiN出现片状脱落后.注入层和内层Ti/TiN多层膜仍能有效保护基体.     

工业纯铁等离子体氮化及Ti/TiN多层薄膜沉积复合处理研究

为改善工业纯铁的耐磨抗腐蚀性能,本文采用低偏压高频等离子浸没离子注入及氮化技术(HLPⅢ)对工业纯铁进行表面改性,然后利用非平衡磁控溅射技术(UBMS)在低压高频等离子浸没离子注入及氮化处理样品表面制备Ti/TiN多层膜.研究发现,工业纯铁在3.5kV脉冲电压(频率15.15kHz,占空比25%)下等离子注入及氮化3h后,表面形成了深度达4μm的氮化层,其相结构以ε-Fe_3N和γ-Fe_4N结构为主.等离子氮化及Ti/TiN多层薄膜沉积复合处理后,工业纯铁的硬度、耐磨损性能以及抗腐蚀性能均得到大大提高,等离子注入及氮化形成的氮化层有利于提高Ti/TiN多层薄膜与工业纯铁基体之间的结合力和耐磨性.     

铝合金表面(Ti_xAl_y)N薄膜构成及耐磨、耐蚀性探讨

传统的阳极氧化技术可以提高铝合金的表面防护装饰性能.为了进一步扩大其应用范围,提高其使用寿命,通过磁控溅射技术,在6063铝合金的表面镀覆了一层(TixAly)N薄膜,利用薄膜测厚仪、显微硬度计、X射线衍射仪以及扫描电镜分别测量和分析了薄膜的厚度、硬度、相组成及表面形态.研究发现,6063铝合金表面镀覆(TixAly)N薄膜,可以明显提高6063铝合金的硬度.主要原因是(TixAly)N薄膜中几个强化相(TiN、AJN、Ti3AlN)硬度较高;与传统的阳极氧化膜相比,(TixAly)N薄膜与基体6063铝合金的结合性能更好,因而具有较高的致密性,有益于6063铝合金抗腐蚀和抗磨损性能提高.6063铝合金镀覆(TixAly)N薄膜后在装饰行业将有广泛的应用前景.     

N、Ti离子注入TiN提高硬度改善磨损的研究

N 和 Ti 注入 TiN 的射程和损伤已在本文中给出。N 和 Ti 注入 TiN 使其颜色发生了变化。试验结果表明,N 和 Ti 注入 TiN 均能使 TiN 的硬度增加.特别是 N 注入使注入层硬度提高更为显著.如5×10~(17)cm~(-2)的 N 注入 TiN,可使 TiN(此时 Ti/N 原子不再是1)的维氏硬度从2600提高到6000.为了分析 N 和 Ti 注入引起 TiN 硬度增加的原因,用 XPS 测量了 N 和 Ti 注入 TiN 所引起化学结构的变化。试验中观察到间隙 N 和 Ti2N 峰的出现.用扫描电镜观察了注入样品磨损后的形貌。据此讨论了 Ti 和 N 注入而引起 TiN 特性变化的机理。     

类金刚石碳膜的结构及其微动磨损行为

采用非平衡磁控溅射与等离子源离子注入(PSII)的混合技术，在1Crl8Ni9Ti不锈钢上制备N／Ti，N／TiN／C／DLC多层膜，研究其结构和微动磨损性能，并与N注入层比较。结果表明，N注入层内形成了CrN和Fe3N等氮化物相；多层膜内形成了TiN，Ti2N和CrN等化舍物相。PSII技术能够提高1Crl8Ni9Ti不锈钢的表面硬度，N注入层的硬度约为基体硬度的2．5倍，DLC多层膜的硬度约为基体硬度的4倍。N注入层和DLC多层膜都能够提高1Crl8Ni9Ti的抗微动磨损性，虽然DLC多层膜比N注入层薄，但其抗微动磨损性能更好。     

等离子体基离子注入制备TiN膜的成分结构

采用Ti、N等离子体基离子注入和先在基体表面沉积纯钛层然后离子注氮混合两种方法在铝合金基体上制备了TiN膜.利用XPS分析了两种方法制备TiN薄膜的成分深度分布和元素化学价态,并用力学性能显微探针测试对比了TiN膜的纳米硬度.研究表明:两种方法制备的薄膜均由TiN组成,Ti、N等离子体基离子注入薄膜中Ti/N≈1.1,而离子注入混合薄膜中Ti/N≈1.3,Ti、N等离子体基离子注入薄膜表面区域为TiN和TiO2的混合组织,TiN含量多于TiO2,离子注入混合薄膜表面主要是TiO2;Ti、N等离子体基离子注入所制备的薄膜的纳米硬度峰值为12.26 GPa,高于离子注入混合的7.98 GPa.     

等离子体浸没式离子注入-离子束增强沉积TiN膜研究

本文采用一种新型的等离子体浸没式离子注入 离子束增强沉积的技术(PIII IBAD),在Cr12MoV钢基体上制备出了TiN膜,对沉积膜的组织进行了光电子能谱分析,并对沉积膜进行了硬度检测、摩擦试验及磨痕形貌分析。试验结果表明,沉积膜中的组织为TiN、TiO2和Ti2O3,TiN膜具有高达Hv3200的高硬度和极其优良的摩擦性能。     

Raman spectra of TiN/AlN superlattices

TiN (4.5 nm)/AlN (3, 6, 22 nm) superlattices deposited by DC magnetron sputtering on MgO(001) at a temperature of 850°C exhibit Raman signals. They indicate N and Ti vacancies (as in thick TiN) in TiN_1−x layers (x=3±2%). x is higher for the sample with 3-nm thick AlN layers, which is ascribed to N diffusion from AlN (standing close to the TiN interfaces) to TiN. In comparison to Raman peaks of thick AlN, there are split signals of wurzite AlN phase, and a signal from another phase, which might be defective rocksalt AlN standing close to the TiN interfaces. The Raman signals clearly show interactions between AlN and TiN layers.     

金属等离子体浸没离子注入改善9Cr18轴承钢表面耐磨性的研究

采用新改进的阴极弧金属等离子体源 ,对 9Cr18轴承钢进行了金属等离子体浸没离子注入 (PIII)处理。首先将Ti,Mo和W离子分别注入到 9Cr18钢的表面 ,然后再对其进行N等离子体浸没离子注入 ,从而在 9Cr18钢表面形成了一层超硬耐磨的改性层。对PIII处理后的试样进行了显微硬度和磨损特性测试 ,结果表明 ,经PIII处理后的试样表面的显微硬度和耐磨性显著提高 ,而其中经Ti和Mo注入再进行N离子注入的试样效果更为明显。与仅进行N离子注入的试样相比 ,金属加N离子注入的试样表面耐磨性提高幅度更大 ,表明金属PIII在改善 9Cr18钢表面性能方面具有广阔的应用前景。XPS分析结果表明 ,PIII处理后试样表面形成了超硬的氮化物相 ,它们在改善材料表面特性中起到了重要的作用。     

添加元素对TiMeXN多元膜XPS谱的影响

采用XPS方法研究了TiMeXN多元膜内各元素的化学状态,结果表明,添加元素改变了TiN中Ti元素特征峰的位置和形状.首先,使Ti、N峰强度增大,O峰强度减弱;其次,使Ti2p1/2峰、Ti2p3/2峰和N 1 s的双峰现象基本消失,氮化物薄膜中Ti的化学状态基本趋于一致;再次,随着微量元素总含量的增高,Ti2p峰的多重分裂值减小,直至使Ti2p1/2峰和Ti2p3/2峰部分重迭.在多元膜中,微量添加元素本身以"正离子"或"负离子"的形式存在,形成微量第二相.     

Ｔi６A14V等离子体浸没式离子注入

采用新型等离入体浸没式离子注入技术,对Ｔi6A14V合金进行氮离子注入,对注入层的成分,组织和性能的分析表明,注入层中氮浓度的分布具有类高斯分布特征,在注入层中有ＴiN和非态相形态,注入层的显微硬度和摩擦性能得到明显改善。     

化学修饰对NiTi形状记忆合金氧化膜的影响

用X光电子能谱（XPS）研究了NiTi形状记忆合金经酸、碱处理后表面氧化膜成分和结构的变化。结果表明，未经处理的NiTi合金表面最外层氧化膜主要由TiO2、TiO和少量的Ni组成，酸、碱处理后，最外层氧化膜由TiO2、Ni2O3组成，但经碱处理后，氧化膜的厚度大大增加。     

Characterization of the Diamond—like Carbon based Functionally Gradient Film

Diamond-like carbon coatings have been used as solid lubricating coatings in vacuum technology for their good physical and chemical properties. In this paper, the hybrid technique of unbalanced magnetron sputtering and plasma immersion ion implantation (Pill) was adopted to fabricate diamond-like carbon-based functionally gradient film, N/TiN/Ti(N,C)/DLC, on the 304 stainless steel substrate. The film was characterized by using Raman spectroscopy and glancing X-ray diffraction (GXRD), and the topography and surface roughness of the film was observed using AFM. The mechanical properties of the film were evaluated by nano-indentation. The results showed that the surface roughness of the film was approximately 0.732 nm. The hardness and elastic modulus, fracture toughness and interfacial fracture toughness of N/TiN/Ti(N,C)/DLC functionally gradient film were about 19.84 GPa, 190.03 GPa, 3.75 MRa.m1/2 and 5.68 MPa-m1/2, respectively. Compared with that of DLC monolayer and C/TiC/DLC multilayer, this DLC grad