TiCN涂层的制备及其微观结构和性能

采用直流磁控溅射法在AZ31镁合金上制备了TiCN涂层.采用X射线荧光光谱仪、扫描电镜和X射线衍射仪表征了涂层的化学成分、表面形貌和物相,并采用电化学阻抗谱、浸泡试验、显微硬度测试和磨损试验考察了基体偏压(-40、-60和-80 V)对涂层性能的影响.结果表明,涂层由TiCN和TiN组成.随着负偏压增大,涂层中Ti、C...     

负偏压对磁控溅射镀镍薄膜组织结构的影响

采用磁控溅射技术在钼圆片基体表面制备了镍薄膜,并用扫描电镜、平整度仪和X射线衍射分析仪对其进行了表征。研究了不同负偏压对薄膜附着力、微观结构、平整性、晶粒取向以及大小的影响。结果表明,随负偏压增大,薄膜与基体结合力明显增强;适当的负偏压能改善薄膜表面致密性和平整性,在450 V时达到最优。但当负偏压进一步升高到600 V时,镍膜的表面起伏反而变大,平整性有所下降。负偏压对镍膜晶面生长的择优取向影响并不明显,而晶粒尺寸随负偏压增加呈增大的趋势。     

基体偏压对H13钢表面镀TiAlCrN薄膜结构和性能的影响

为了提高H13模具钢的表面性能和使用寿命，采用多弧离子镀技术在H13模具钢表面制备TiAlCrN薄膜，研究了基体偏压对H13钢表面镀TiAlCrN薄膜结构和性能的影响。结果表明：不同偏压下制备的TiAlCrN涂层表面都有不同大小的颗粒，在偏压为100 V时，大颗粒数量最少且均匀细小，涂层表面质量较好。随着偏压增大，制备涂层的TiAlCrN(200)、TiAlCrN(220)衍射峰峰强减弱，TiAlCrN(111)面择优取向变强。随着偏压的增加，TiAlCrN涂层的硬度、结合力都呈先增大后减小趋势。在偏压为100 V时，有最大硬度值2650.5 HV，最大膜基结合力26 N。随着偏压增加，TiAlCrN涂层试样氧化增重率先减少再增加。在偏压为100 V时，氧化增重率最低，在此工艺参数下制备的TiAlCrN涂层高温抗氧化性能最佳。在偏压为100 V时，制备的TiAlCrN涂层有最小的腐蚀电流密度，耐腐蚀性能最佳。     

基体偏压对磁控溅射类石墨镀层耐蚀性的影响

对铝合金表面非平衡磁控溅射沉积类石墨镀层,采用极化曲线测试和质量损失方法,分析了镀层的耐蚀性;利用扫描电子显微镜对镀层腐蚀前后的微观形貌进行了观察。结果表明,铝合金表面磁控溅射类石墨镀层由铬打底层和碳工作层组成。镀层组织细小,均匀致密,类石墨镀层可以提高铝合金的耐蚀性。随基体负偏压增大,铝合金试样的耐蚀性增加,当基体为-120 V偏压时,铝合金基体的自腐蚀电位由-0.452 V提高到-0.372 V,腐蚀电流由10.62 m A减小到3.67 m A。在Na Cl溶液中进行浸泡试验后,类石墨镀层仅发生了部分点蚀,可很好地保护铝合金基体。     

基体偏压对直流非平衡磁控溅射氮化硅薄膜生长特性的影响

采用高纯硅靶和氮气,以直流非平衡磁控溅射技术在单晶硅表面制备氮化硅薄膜。借助台阶仪、原子力显微镜、红外光谱和X射线光电子能谱考察了基体偏压(-50~-200 V)对氮化硅薄膜沉积速率、表面形貌及元素化学态的影响。结果表明:所得氮化硅薄膜表面光滑,连续致密,均匀。随着样品负偏压的提高,薄膜的生长速率逐渐降低,但当偏压超过-150 V时,薄膜的沉积速率又升高。当基体偏压从-50 V提高到-200 V时,薄膜中Si 2p的峰位向高能端移动了0.41 eV。基片偏压为-150 V时,薄膜生长较为缓慢,但致密,Si─N键含量高。     

TiAlN涂层的退除对高速钢基体界面性能的影响

本论文采用化学方法退除高速钢(HSS)基体上的硬质涂层.采用金相显微镜和光电子能谱(xPS)分析了HSS基体涂覆涂层前和退除涂层后表面形貌和成分变化.发现镀有TiAlN涂层的HSS在35℃,1.52 mol葡萄酸钠(GA)、30 mol 30％ H2O2、0.45 mol三聚磷酸钠(STPP)、13 mol NaOH组成的碱性退镀液中反应80 min后,TiAlN系涂层能被退除掉,且HSS基体表面光亮.通过对退镀后基体表面XPS定性分析发现,基体表面Ti、A1元素含量为零,涂层退除干净,溶液对基体腐蚀很小.     

铝合金表面磁控溅射类石墨镀层组织与性能研究

采用非平衡磁控溅射离子镀技术在铝合金表面沉积类石墨镀层。采用原子力显微镜对镀层的微观形貌进行观察,采用划痕附着力测试仪对镀层的膜基临界载荷进行测试,利用维氏显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对镀层的显微硬度及摩擦系数进行了测试。研究结果表明,基体偏压在-60 V~-120 V范围内,类石墨镀层以岛状方式生长,且随偏压值增大,镀层晶粒和粗糙度减小;随基体偏压值增大,镀层膜基临界载荷逐渐增大,摩擦系数逐渐减小,当基体偏压值为-120 V时,镀层临界载荷为42 N,硬度最高为235 HV0.025,摩擦系数为0.19。磨损机制由粘着磨损和磨粒磨损为主转变为以磨粒磨损为主。     

CVD纳米金刚石涂层工具研究进展

概述了CVD纳米金刚石涂层工具的研究开发现状、存在的主要问题,重点介绍了硬质合金基体表面预处理方法及纳米金刚石生长工艺参数对CVD纳米金刚石涂层工具结构和性能的影响,其中,介绍了硬质合金基体表面预处理方法主要有酸液浸蚀去钴、施加中间过渡层、机械或等离子体处理、负偏压等；蚋米金刚石生长工艺参数则主要从碳源浓度、基体温度、...     

超音速火焰喷涂NiCr-Cr_3C_2涂层的腐蚀磨损行为研究

利用球-盘式往复摩擦试验机和电化学工作站对NiCr-Cr_3C_2涂层和基体进行测试,分析在不同腐蚀性介质中超音速火焰喷涂制备的NiCr-Cr_3C_2涂层的耐腐蚀磨损性能,探究腐蚀磨损机理以及失效形式。结果表明:滑动摩擦破坏试样表面钝化膜,氯离子侵入使得试样的自腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,摩擦加剧腐蚀,相比较于316L基体,NiCr-Cr_3C_2涂层在去离子水、人工海水和3.5%NaCl溶液中均表现出了良好的耐腐蚀磨损性能。     

KOH溶液中等离子体电解氧化涂层的制备及放电特性

在KOH溶液中采用等离子体电解氧化技术在AZ31镁合金表面制备了陶瓷涂层。对等离子体电解氧化过程放电特性、陶瓷涂层表面形貌、晶相组成及耐腐蚀性能进行了研究,采用光发射光谱对等离子体电解氧化放电阶段等离子体活性物种进行了监测。结果表明,陶瓷涂层主要由Mg O和Mg(OH)2组成,表面具有层次感,耐腐蚀电流密度相对于基体材料提高了4个数量级。在75 V时,等离子体活性物种主要由O2+383.1 nm,Na 589.0 nm,Mg 519.4 nm,K 769.9 nm组成。这些活性物种对等离子体场能量的稳定起到了关键的作用。     

磁控溅射偏压对Cr薄膜密度以及表面形貌的影响

利用磁控溅射技术,在不同偏压条件下在Si(001)基底上沉积了金属Cr薄膜样品。用同步辐射装置对样品进行了X-射线反射率测试,采用X-射线反射率分析法研究了不同偏压下Cr薄膜密度的变化。发现当偏压小于300 V时,偏压对所沉积的薄膜起到紧致的效果,偏压为300 V时薄膜密度最大;当偏压大于300 V时,薄膜密度减小。另外,为了探究偏压对薄膜表面形貌的影响,用扫描电子显微镜对各样品进行了表面分析,发现在偏压较小时薄膜表面较为平整;随着偏压增大,表面呈现界面分明的岛状分布。     

粗糙度对彩色涂层与基体间附着力的影响

研究粗糙度对基体和涂层之间的附着力的影响,其一,是因为基体表面的凸凹不平导致漆膜在其上附着时产生互相咬合的现象,增大了附着力;另外,基体表面粗糙度越大其真实表面积越大,在基体表面发生腐蚀时腐蚀产物不易扩散,因此涂层附着力不易下降。     

基体偏压对铜/金刚石复合材料表面离子镀氮化铝膜层组织和性能的影响

针对Cu/金刚石复合材料表面电绝缘性差的缺点,利用多弧离子镀技术在Cu/金刚石复合材料表面镀AlN膜层,基体偏压分别为-200、-300和-400 V。利用X射线衍射和扫描电镜分析了膜层的物相和微观组织形貌,利用激光导热仪和矢量网络分析仪分析了膜层的热导率和电绝缘性。结果表明:AlN在(111)面择优生长,在(200)、(220)晶面取向生长。随偏压增加,AlN膜层颗粒先趋于细小、致密和均匀化,继续增加偏压则膜层内颗粒聚集长大,并出现凹坑。镀AlN膜层后,Cu/金刚石复合材料的热导率无显著变化,但其表面电绝缘性大大提升。以偏压为-300 V时所得AlN膜层最致密均匀,电绝缘性最优。     

PH17-4不锈钢表面电火花沉积WC–20Ni涂层及其表征

以WC–20Ni作为电极,氩气作为保护气体,通过改装的HB-06型电火花堆焊修复机在PH17-4不锈钢基体表面沉积了WC–20Ni涂层。以涂层厚度为指标,通过单因素试验获得最佳工艺参数为:电压125 V,频率660 Hz,电容120μF,沉积时间3 min。采用扫描电镜、能谱仪和显微硬度计分别表征了沉积层的表面形貌、成分和显微硬度。在最佳工艺参数下,制得的沉积层组织连续、致密,与基体冶金结合且厚度均匀,约为30μm。随着距表面距离的增大,沉积层的显微硬度逐渐降低。     

等离子喷涂硅灰石涂层结构和性能的研究

采用等离子喷涂技术，在Ti-6Al-4V基体上制备了硅灰石涂层，利用SEM和XRD分析技术对涂层的形貌，结构和相组成进行了研究，按ASTMC－633标准对涂层的结合强度也进行了测试，将涂层试样浸泡于模拟体液中以评估其生物活性，利用SEM及配备的能谱仪（EDS），XRD和IR对浸泡后涂层表面产物的形貌，结构和相组成等进行了分析，结果表明，等离子喷涂硅灰石涂层具有粗糙的表面和层状结构，涂层内部存在一些气孔和微裂纹，涂层的主晶相是三斜晶系硅灰口，也存在玻璃相，硅灰石涂层和Ti-6Al-4V基体热膨胀系数相近，因此涂层和T-6Al-4V基体具有较高的结合强度，其值可达约39MPa，模拟体液浸泡试验显示，硅灰石涂层表面能形成含有碳酸根的羟基磷灰石层，这表明硅灰石涂层会有良好的生物活性，可作为生物活性涂层的候选材料。     

催化剂载体γAl2O3涂层的制备工艺研究

由于核电站较苛刻的服役环境,对催化剂载体的稳定性提出了较高的要求,有必要深入研究提高其稳定性的技术方法。采用溶胶-凝胶法制备催化剂载体涂层,并研究讨论了不同工艺过程对涂层牢固性及比表面积的影响。研究表明制备的催化剂涂层为面心立方构型γAl_2O_3;不同预处理后金属基体表面的粗糙度明显不同,随着基体表面粗糙度的增大,其涂层抗热冲击能力得到增强,其中以砂纸打磨后经1 000℃空气气氛氧化10 h样品的涂层牢固性最强。涂层前后的比表面积分析表明,涂层能增大催化剂载体的比表面积近40倍。     

基板偏压对溅镀AlCrNbSiTiV高熵合金氮化物薄膜性能的影响

用真空电弧熔炼法制备了AlCrNbSiTiV高熵合金,并将其作为靶材,利用直流反应式磁控溅镀法在T1200A金属陶瓷刀具或硅晶片上沉积了高熵合金氮化物薄膜。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和纳米压痕仪考察了基板偏压对薄膜形貌、元素含量、物相成分和性能的影响。所得氮化物薄膜均匀、致密,所有元素的原子分数与靶材相当。由于再溅射,沉积速率随着基板偏压增大而减小。薄膜的弹性恢复和显微硬度在基板偏压为0~-100 V时随着偏压增大而提高,进一步增大偏压反而减小。相比未溅镀薄膜的刀具,用溅镀了AlCrNbSiTiV氮化物薄膜的刀具干切削S45C中碳钢圆柱工件,工件表面的粗糙度和刀具的侧面磨损显著降低。-100 V偏压溅镀的刀具的切削性能最佳。     

镁合金表面电弧离子镀TiAlN薄膜的结构与性能研究

镁合金抗腐蚀性能差,其腐蚀电位在实用金属中最负.针对这一问题采用表面镀膜的方法,在三组镁合金基体上采用电弧离子镀方法在相同的参数下制备了Al原子掺杂的TiAlN薄膜.通过XRD和SEM研究了不同镁合金基体上薄膜的微观结构;采用电化学极化曲线、Nyquist图和腐蚀形貌分析了不同基体上薄膜的耐蚀性能,采用划痕仪得到了膜基...     

在非水溶液体系中电泳沉积Ti6Al4V/BG/HA梯度涂层

本工作的目的是探索制备钛合金表面生物活性梯度涂层的新方法 ,提高涂层的结合强度及稳定性 .通过诱导羟基磷灰石 (HA)在生物玻璃 (BG)颗粒表面的结晶 ,改变了生物玻璃表面的带电特性 ;采用电泳沉积 (EPD)法 ,在非水溶液体系中实现了BG和HA在阴极Ti6Al4V基体上的共沉积 ,经烧结获得了生物活性梯度陶瓷涂层 ,得到了一种制备生物活性梯度陶瓷涂层的新工艺 .用XRD对涂层的相组成进行了定性分析 ,结果表明涂层由HA ,榍石和玻璃组成 ;采用粘结拉伸法测定的涂层与基体结合强度大于 18MPa,用SEM观察涂层表面及断面的形貌 ,可见涂层表面较为平整 ,没有明显的裂纹 ;涂层与基体结合紧密 ,且存在一明显的界面梯度区域 .     

铝青铜表面粉末火焰喷涂Ni60合金涂层的耐蚀性研究

采用氧-乙炔火焰喷涂-重熔技术在QAL9-4铝青铜表面制备Ni60合金涂层,通过静态浸泡试验﹑电化学实验及表面分析技术等方法对铝青铜基体和Ni60合金涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,Ni60合金涂层可以明显提高铝青铜基体的耐蚀性能;基体主要发生脱铝腐蚀,而涂层的腐蚀过程则是铬元素的优先溶解。