机械合金化结合冷压烧结制备铜-锆合金的组织与性能

采用机械合金化结合冷压烧结的方法制备了不同锆含量的铜-锆合金,用X射线衍射仪和扫描电镜等对制备的复合粉体进行了表征,并研究了球磨时间、烧结温度和保温时间、锆含量等因素对合金电阻率、硬度及抗弯强度的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,复合粉体的主衍射峰强度逐渐降低,而铜-锆金属间化合物的衍射峰强度逐渐增加,颗粒由片状转变为近球状,而烧结后制得合金的电阻率和硬度逐渐升高;提高烧结温度和保温时间可以使合金的导电性能提高,但硬度下降;随着锆含量的增加,合金的电阻率、硬度及抗弯强度均不断增加.     

CrSiCN薄膜的力学性能及水润滑特性研究

运用非平衡磁控溅射技术,通过改变硅烷的流量,在Si(100)和316L不锈钢片基材上沉积不同元素含量的CrSiCN四元薄膜;运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和纳米压痕仪分别研究薄膜的结构、表面形貌和纳米硬度;运用球-盘摩擦磨损试验机研究水润滑下CrSiCN薄膜与Al_2O_3小球对摩的摩擦学特性。结果表明:由于固溶强化和纳米复合结构的形成,CrSiCN薄膜在硅烷流量为10 sccm获得最大硬度19.3 GPa和最大弹性模量306.9 GPa,继续增加硅烷流量,由于薄膜结构向非晶态转变,薄膜硬度降低;硅烷流量为10 sccm得到的薄膜CrSiCN具有最低的摩擦因数0.24,随着硅烷流量的增加,由于硬度的降低和过量非晶相的形成,薄膜抗磨性能降低,摩擦因数波动较大。     

溅射工艺参数对TiAIN薄膜力学性能及结构成分的影响

采用反应磁控溅射法和钛-铝镶嵌靶制备TiAIN薄膜；运用纳米压入硬度测试仪、划痕仪和能谱仪、X射线衍射仪等对薄膜进行表征；研究了制备工艺参数对薄膜力学性能、薄膜成分及组织结构的影响。结果表明：随着氮气分压增大，薄膜厚度降低，薄膜（111）取向减弱，（220）和（311）取向增强，薄膜中的氮原子含量逐渐增多，而钛、铝原子含量逐渐减少；随着基体偏压增大，薄膜纳米硬度和膜／基界面临界载荷均逐渐增大，纳米硬度最高可达48．73GPa，膜／基界面临界载荷最高可达40N。     

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。     

真空电弧离子镀ZrN涂层的工艺与性能

采用真空阴极电弧离子镀在不同基体材料上镀ZrN涂层,试验研究了ZrN薄膜的沉积工艺与性能,分析了基体偏压和沉积真空度对ZrN薄膜显微结构与性能的影响。XRD结果表明,随着偏压升高和炉底真空度的降低,ZrN（111）衍射峰逐渐增强,而（200）衍射峰逐渐减弱;炉底真空度降低,试样表面液滴状况明显变好。     

工艺参数对磁控溅射碳化锆薄膜的微结构与力学性能影响

采用碳化锆靶通过磁控溅射方法制备一系列碳化锆薄膜,采用XRD、SEM、AFM和微力学探针研究溅射气压和基于温度对碳化锆薄膜的微结构和力学性能的影响.结果表明:低溅射气压下,薄膜呈现结品良好的柱状品结构,其硬度和弹性模量分别为30.1GPa、256GPa.溅射气压提高到2.0Pa以上后,薄膜的柱状晶结构受到破坏,品粒减小...     

W-C-S-Mo复合薄膜的制备及力学和摩擦学性能

利用磁控溅射与磁过滤阴极真空电弧（MS/FCVA）复合沉积法，在不同偏压下在单晶Si基体上制备W-C-S-Mo四元复合薄膜；分析沉积偏压对薄膜纳米硬度、弹性模量和膜基结合力等力学性能的影响；在潮湿大气、真空环境下研究偏压对薄膜摩擦学性能的影响。结果表明，薄膜硬度、弹性模量和附着力随着沉积负偏压的增大呈现先增大后减小的趋势，在偏压-100 V时薄膜力学性能最好；负偏压-100 V下制备的W-C-S-Mo四元复合薄膜样品在潮湿大气和真空环境下均具有较好的摩擦学性能，拉曼测试发现，W-C-S-Mo复合薄膜在潮湿大气环境中的润滑作用主要由DLC提供，而在真空环境中薄膜中的软质相MoS2晶粒起润滑作用。     

粉末冶金法制备镁-硅-锆合金的组织及性能

采用粉末冶金方法制备了镁-硅-锆合金,并研究了硅含量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金粉在球磨过程中没有发生合金化,锆、硅、镁仍以单质形式存在;合金粉成型烧结后有Mg_2Si新相生成,且该相的数量随硅含量的增加而增多;合金的抗弯强度和硬度也随着硅含量的增加而增大,且当硅质量分数为6%时抗弯强度达到132 MPa。     

V含量对TaVN薄膜微观结构与摩擦学性能的影响*

为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制,利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明：TaVN 薄膜为面心立方结构,不同V含量的TaVN薄膜均在（111）晶面呈现择优取向;随着V含量的增加,TaVN 薄膜（111）晶面出现向大角度偏移的现象;不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙,膜层与基体间界面清晰,截面呈明显的柱状晶结构;随着V含量的增加,TaVN 薄膜硬度先升高后降低,当TaV靶材中V原子分数为15%时,硬度最高;随着V含量的增加,摩擦因数降低,其原因是在摩擦的过程中,薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5;随着V含量的增加,TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。     

Ti表面高承载摩擦学SiC薄膜的研究

采用室温磁控溅射技术在金属钛表面制备出碳化硅(SiC)薄膜。研究了SiC薄膜的组织结构、纳米压痕行为和摩擦磨损性能。实验结果表明:SiC薄膜呈非晶态,含有较多Si-C键;膜-基间结合很好,具有明显的且呈梯度的相互元素扩散;薄膜的硬度(H)为12.1 GPa,杨氏弹性模量(E)为166.2 GPa,硬度与弹性模量比值(H/E)为0.073;在以氮化硅球为对摩件,初始Hertzian接触应力约为685~930 MPa的室温Kokubo人体模拟体液条件下,其磨损速率在10-5 mm3/Nm级,摩擦系数约为0.215,且不出现薄膜的破裂及剥落现象。分析表明,该薄膜在高载荷下仍具有很好的摩擦磨损性能,其原因是薄膜具有高的韧性和很好的界面结合;高的韧性与H及H/E相对较低有关,而好的界面结合与膜-基间弹性模量的差值较小有关。