赵淑芳
,
喻利花
,
马冰洋
,
许俊华
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.12.004
采用多靶反应磁控溅射技术制备一系列不同Ti含量的W-Ti-N复合膜.采用X射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪等检测方法对薄膜的微结构和力学性能进行表征.采用UMT-2功能摩擦试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对W-Ti-N复合膜的摩擦性能进行评价,同时,探讨薄膜的致硬机理和摩擦机制.结果表明:Ti含量(原子分数,下同)为5％～23.48％时,薄膜硬度处于峰值区,硬度值最高可达39GPa,摩擦因数在0.4左右.当Ti含量高于23.48％时,硬度随着Ti含量增加而下降,摩擦因数随Ti含量的增加而升高.
关键词:
磁控溅射
,
W-Ti-N复合膜
,
微结构
,
力学性能
,
摩擦性能
张安明
,
李玉阁
,
尚海龙
,
马冰洋
,
孙士阳
,
李戈扬
稀有金属材料与工程
通过磁控共溅射方法制备了一系列不同Ti含量的Cu-Ti合金薄膜,采用EDS、XRD、TEM、AFM和纳米力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能,研究了化合物对超过饱和固溶薄膜的强化作用.结果表明,由于溅射粒子的高分散性和薄膜生长的高非平衡性,Cu-Ti薄膜形成了超过饱和固溶体,晶格的剧烈畸变使Cu固溶体晶粒迅速细化.随Ti含量的增加,薄膜中产生高分散的细小CuTix化合物,并逐步形成Cu超过饱和固溶体纳米晶和细小化合物分布于非晶基体中的结构.与微结构的变化相应,薄膜的硬度随Ti含量的增加持续提高,并在含21.4％Ti(原子分数)时达到8.7GPa的最高值.高分散金属间化合物的存在是Cu-Ti合金薄膜在形成非晶结构后硬度得以继续提高的原因.
关键词:
铜合会薄膜
,
超过饱和固溶体
,
金属间化合物
,
微结构
,
力学性能
尚海龙
,
刘文庆
,
董玉军
,
张安明
,
马冰洋
,
李戈扬
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00447
通过TiB2和Al共溅射方法制备了约7.1％TiBx(原子分数)的铝基复合薄膜,采用三维原子探针并结合x射线衍射仪、透射电子显微镜和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能.结果表明,在溅射粒子的高分散性和薄膜生长的非平衡性共同作用下,TiB2靶的溅射粒子以TiBx化合物的形式被超过饱和地固溶于Al的晶格中,A1固溶体晶粒细化为纳米晶并逐步非晶化,薄膜形成了较低溶质含量(约2％TiBx)纳米晶弥散分布于高溶质含量非晶基体中的两相结构并获得高硬度.结合实验结果讨论了超过饱和固溶体薄膜微结构形成的热力学和动力学原因.
关键词:
铝基复合薄膜
,
过饱和固溶
,
磁控溅射
,
三维原子探针
喻利花
,
马冰洋
,
许俊华
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00714
通过非平衡磁控溅射的方法制备了不同C含量的ZrCN复合薄膜, 采用XPS, XRD, SEM, AFM, 纳米压痕仪和摩擦磨损仪等对薄膜的化学成分、微结构、表面形貌、力学性能及摩擦磨损性能进行了研究. 结果表明, ZrCN薄膜中(C+N)/Zr原子比对薄膜的相组成、微结构和力学性能都有很大的影响. 当(C+N)/Zr原子比小于1时, C进入ZrN的晶格间隙并形成Zr(C, N)固溶体. 而当(C+N)/Zr原子比大于1时, 多余的C形成非晶态的CN或单质C, ZrCN复合膜呈fcc结构. 随着C含量升高, ZrCN复合膜的硬度先增大后减小, 而摩擦系数逐渐减小, 磨损所产生的磨痕逐渐变窄、变浅. C的加入使得ZrCN复合膜的摩擦磨损形式发生改变, 摩擦磨损性能得到提高. 含C量为13.2%的ZrCN薄膜硬度达到31 GPa, 摩擦系数仅为0.26, 综合具备了硬度高、摩擦磨损性能好的优良特点.
关键词:
ZrCN薄膜
,
nanostructure
,
mechanical behavior
,
friction and wear
喻利花
,
马冰洋
,
许俊华
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00714
通过非平衡磁控溅射的方法制备了不同C含量的ZrCN复合薄膜,采用XPS,XRD,SEM,AFM,纳米压痕仪和摩擦磨损仪等对薄膜的化学成分、微结构、表面形貌、力学性能及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,ZrCN薄膜中(C+N)/Zr原子比对薄膜的相组成、微结构和力学性能都有很大的影响.当(C+N)/Zr原子比小于1时,C进入ZrN的晶格间隙并形成Zr(C,N)固溶体.而当(C+N)/Zr原子比大于1时,多余的C形成非晶态的CN或单质C,ZrCN复合膜呈fcc结构.随着C含量升高,ZrCN复合膜的硬度先增大后减小,而摩擦系数逐渐减小,磨损所产生的磨痕逐渐变窄、变浅.C的加入使得ZrCN复合膜的摩擦磨损形式发生改变,摩擦磨损性能得到提高.含C量为13.2％的ZrCN薄膜硬度达到31 GPa,摩擦系数仅为0.26,综合具备了硬度高、摩擦磨损性能好的优良特点.
关键词:
ZrCN薄膜
,
微结构
,
力学性能
,
摩擦磨损
