田林海
,
宗瑞磊
,
朱晓东
,
唐宾
,
何家文
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.05.009
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400 eV增加到800 eV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.
关键词:
离子束辅助磁控溅射
,
铬-铜-氮薄膜
,
硬度
,
断裂韧度
田林海
,
宗瑞磊
,
朱晓东
,
唐宾
,
何家文
中国有色金属学报
应用低能离子束辅助磁控溅射技术(IBAMS)沉积Cr-N薄膜,用场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射表征薄膜的组织结构,讨论了轰击能量对Cr-N薄膜组织、晶粒度以及硬度和断裂韧性的影响.结果表明:随离子束辅助轰击能量的升高,Cr-N薄膜由粗大的柱状晶变为细小的晶粒,当轰击能量达到1 200 V时,薄膜呈现等轴晶结构,薄膜致密度增加.FESEM得到的表面颗粒尺寸和AFM得到的粗糙度随轰击能量升高呈现相同的变化趋势,这些表观大颗粒是由许多小的亚晶块聚集而成.进一步用X射线衍射谱形分析表明:随轰击能量从0 V升高到800 V时,亚晶块的尺寸逐渐减小;到800 V时,晶块尺寸约为9 nm,但当能量升到1 200 V时,晶块尺寸反而增大,这是由离子束辅助轰击导致的两种不同机制而引起的,一种是离子轰击导致的喷丸碎化作用,而另一种为热效应引起的晶粒长大;当轰击能量从0 V增加800 V时,薄膜的硬度和断裂韧性都显著提高,与晶粒度的减小有关;而到1 200 V时,晶粒度较未辅助略大,但却具有很高的硬度以及较高的断裂韧性,说明硬度和断裂韧性的提高还与离子束轰击导致薄膜的致密化增加有关.
关键词:
离子轰击
,
晶粒度
,
硬度
,
断裂韧性
唐长斌
,
刘道新
,
朱晓东
,
田林海
,
文胜平
,
宗瑞磊
中国有色金属学报
利用多功能离子束增强沉积(IBED)设备,在Ti6Al4V钛合金表面制备Cr和CrMo合金膜层,以提高钛合金表面的耐磨性能.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、辉光放电光谱仪和显微硬度计分析和测试了IBED膜层的结构、形态、成分分布、硬度和膜基结合强度的大小.利用球-盘磨损试验机和电化学综合测试仪研究了IBED膜层的摩擦学性能和电化学腐蚀特性.结果表明,利用IBED方法可以在难镀材料钛合金表面制备膜基结合强度高、结晶致密和晶粒尺寸达纳米级的高硬度Cr膜和CrMo合金膜层,显著提高了钛合金表面的抗磨性能,且膜层本身有很好的耐Cl-介质环境电化学腐蚀性能,与钛合金基体之间有很好的接触腐蚀相容性.
关键词:
钛合金
,
离子束增强沉积
,
Cr膜
,
CrMo合金膜
,
磨损
,
腐蚀
