田家万
,
韩增虎
,
赖倩茜
,
戴嘉维
,
李戈扬
功能材料
正确测量涂层的硬度等力学性能一直是硬质涂层生产和研究中亟待解决的问题.本文提出的采用力学探针对涂层进行两步压入的实验方法可以在未知涂层厚度的条件下通过大载荷逐步加载展示出涂层厚度对载荷选择的要求,从而正确选择加载载荷进行小载荷压入实验.由此方法得到的涂层硬度值和其它力学性能指标具有准确和可靠的特点.
关键词:
两步压入法
,
硬质涂层
,
硬度
,
弹性模量
程军
,
高克玮
,
郭志猛
稀土
采用自蔓延高温合成技术(SHS)结合真空消失模铸造工艺,在低合金钢表面上原位合成了TiC颗粒增强硬质涂层.通过光学显微镜、扫描电镜及能谱分析、X射线衍射以及显微硬度测试,研究了不同添加量氧化铈对TiCp/钢基硬质涂层组织及性能的影响.结果表明:通过添加适当的CeO2可以改善涂层质量,减少残渣、气孔等缺陷,提高涂层与基体的结合强度,原位合成的TiC呈圆形或椭圆形细小颗粒弥散分布在基体相中,显著提高了涂层的显微硬度.
关键词:
氧化铈
,
原位合成
,
自蔓延高温合成
,
真空消失模铸造
,
硬质涂层
周志烽
,
李国恩
电镀与涂饰
概述了物理气相沉积(PVD)技术的发展过程、特点及工程应用.介绍了香港城市大学先进涂层应用研究实验室(ACARL)近10年来在硬质涂层的开发与应用方面所做的主要工作,包括金刚石薄膜和纳米复合涂层在香港制造业的应用研究,超硬纳米复合涂层的完整性和可靠性研究,以及以脉冲磁控溅射为基础的新型大面积涂层技术的开发和工业化应用研究等.
关键词:
物理气相沉积
,
磁控溅射
,
离子镀
,
硬质涂层
,
纳米复合涂层
赵升升
材料科学与工程学报
利用电弧离子镀技术在不锈钢基体上制备了(Ti,A1)N涂层,研究了脉冲偏压对涂层残余应力沿层深分布及相关力学性能的影响.结果表明,(Ti,Al)N涂层残余应力沿层深呈“钟罩型”分布,且随脉冲偏压的增大应力值明显增加；通过对涂层生长结构及微观成分分析,初步探讨了应力分布机理.随脉冲偏压的增加,涂层硬度会显著增加,而膜/基结合力则先增加后减小；采用改变脉冲偏压的工艺制备(Ti,Al)N涂层,可有效调整涂层残余应力沿层深分布趋势,改善其力学性能.
关键词:
(Ti,Al)N
,
硬质涂层
,
应力分布
,
脉冲偏压
周志涛
,
王海容
,
蒋庄德
,
刘冲
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.01.018
对于热压印光刻而言,制备具有精确几何结构、良好耐磨损性能以及长使用寿命模板至关重要.在分析现有Si或SiO2模板使用性能基础上,提出了在TiN涂层/玻璃基体上制备热压印模板.首先采用直流磁过滤电弧在玻璃上沉积TiN薄膜,然后,通过聚焦离子束在薄膜上加工出最小线宽71nm的栅型结构,最后,使用所加工的模板,进行热压印实验,获得了良好的压印结果.实验结果表明,TiN作为模板材料可以获得高保真度的纳米图案,并且由于TiN比Si或SiO2具有更高硬度和强度,玻璃基体也具有很好的机械性能,由TiN/玻璃系统制备的压印模板的机械性能和使用寿命较之Si或SiO2基模板得到很大提高.
关键词:
纳米压印光刻
,
热压印
,
压印模板
,
聚焦离子束
,
硬质涂层
隋旭东
,
李国建
,
王强
,
秦学思
,
周向葵
,
王凯
,
左立建
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00454
采用磁控溅射法制备了不同Al含量的Ti1-xAlxN涂层. 经XRD, SEM, EDX和纳米压痕仪分析发现, Al含量在0.50~0.58 (原子分数, 下同)之间时, Ti1-xAlxN涂层为(111)择优生长的fcc结构. 当Al含量增加到0.63时, 涂层中有六方纤锌矿结构的AlN生成, 涂层硬度降低. 另外, 随着Al含量的增加, 涂层表面颗粒尺寸变大, 涂层变疏松. 钛合金切削实验表明, 涂层刀具的磨损形式主要为黏结磨损和崩刃. 在低速切削(65 m/min)时, Ti0.50Al0.50N涂层刀具的切削性能略好于无涂层刀具, 并且都好于Ti0.42Al0.58N和Ti0.37Al0.63N涂层刀具. 在高速切削(100 m/min)时, Ti0.50Al0.50N涂层刀具有最好的切削性能, 其切削距离比无涂层刀具提高4倍多. 这主要因为Ti0.50Al0.50N涂层表面致密、硬度高, 在钛合金切削时形成的切屑瘤致密而整齐.
关键词:
Ti1-xAlxN
,
磁控溅射
,
硬质涂层
,
钛合金切削
,
磨损机理
赵升升
,
程毓
,
常正凯
,
王铁钢
,
孙超
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00504
利用电弧离子镀技术在不锈钢基体上制备了(Ti,Al)N涂层,研究了N2分压改变对涂层残余应力沿层深分布及相关力学性能的影响.结果表明,低N2分压下,(Ti,Al)N涂层残余应力沿层深分布较均匀,随N2分压的增加,涂层应力沿层深呈“钟罩型”分布,且全膜厚的应力值也明显增大；通过对涂层生长结构及微观成分分析,初步探讨了应力分布机理.随N2分压的增加,涂层硬度会显著增加,而膜/基结合力则大幅下降；采用改变N2分压工艺制备(Ti,Al)N涂层,可有效调整涂层残余应力沿层深分布趋势,改善其力学性能,并可成功制备厚度在130 μm以上的硬质涂层.
关键词:
(Ti,Al)N
,
硬质涂层
,
应力分布
,
调整应力
,
N2分压
隋旭东
,
李国建
,
王强
,
秦学思
,
周向葵
,
王凯
,
左立建
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00454
采用磁控溅射法制备了不同A1含量的Ti1-xAlxN涂层.经XRD,SEM,EDX和纳米压痕仪分析发现,Al含量在0.50～0.58(原子分数,下同)之间时,Ti1xAlxN涂层为(111)择优生长的fcc结构.当Al含量增加到0.63时,涂层中有六方纤锌矿结构的AlN生成,涂层硬度降低.另外,随着Al含量的增加,涂层表面颗粒尺寸变大,涂层变疏松.钛合金切削实验表明,涂层刀具的磨损形式主要为黏结磨损和崩刃.在低速切削(65 m/min)时,Ti050Al050N涂层刀具的切削性能略好于无涂层刀具,并且都好于Ti0.42Al0.58N和Ti0.37Al0.63N涂层刀具.在高速切削(100 m/min)时,Ti0.50Al0.50N涂层刀具有最好的切削性能,其切削距离比无涂层刀具提高4倍多.这主要因为Ti0.50Al0.50N涂层表面致密、硬度高,在钛合金切削时形成的切屑瘤致密而整齐.
关键词:
Ti1-xAlxN
,
磁控溅射
,
硬质涂层
,
钛合金切削
,
磨损机理
钟厉
,
龙永杰
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.015
高离化率物理气相沉积是一种新发展起来的脉冲磁控溅射技术(HPPMS),具有溅射靶材原子高度离化与峰值功率超过平均功率等特点.它作为一种新型的离子化物理气相沉积技术,在国内外已经成为一个研究热点,其离子体特性、涂层工艺、高功率脉冲放电等备受国内外学者关注.沉积过程中,离子随着电子碰撞与电荷交换发生电离,并按照双极性扩散理论进行传递.在不同工作气压条件下,离子能量分布表现出不同的特点.在放电过程中使用高的峰值功率脉冲(超出一般沉积技术2~3个数量级)与低脉冲占空比(0.5%~10%)实现高电离(>50%),从而表现出了优良的结合力,在控制涂层结构与降低涂层的内部压力等方面有相当大的优势.从HPPMS技术制备涂层的应用现状出发,介绍了高离化率物理气相沉积涂层的特点、优势以及在制备复合涂层和涂层界面优化等方面的研究进展.探讨了高离化率物理气相沉积涂层的未来发展趋势,对涂层的应用效果进行了分析.
关键词:
高离化率物理气相沉积
,
膜基结合力
,
涂层特性
,
硬质涂层
,
峰值功率
,
离子能量
王来森
,
刘小龙
,
张魁
,
彭栋梁
金属功能材料
doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.2016027
采用反应溅射的方法制备了一系列不同CrAlSiN层厚度的[(CrAlSiN)d/(Si3N4)0.33nm]n多层膜,并系统研究了CrAlSiN层厚度对其结构、形貌、力学性能和抗氧化行为的影响.研究表明,当CrAlSiN层厚度为3.2 nm时,[(CrAlSiN)d/(Si3N4)0.33nm]n纳米多层膜具有最优异的力学性能,此时硬度高达34 GPa.随后在空气气氛下用高温管式炉对[(CrAlSiN)d/(Si3N4)0.33.]n多层膜进行氧化实验,氧化温度为700、800、900℃,保温时间2h.实验结果表明,800℃氧化处理后,多层膜仍能保持28.5 GPa的硬度值,显示出优秀的抗氧化能力.
关键词:
[CrAlSiN/Si3N4]n多层膜
,
硬质涂层
,
磁控溅射
,
力学性能
,
抗氧化性能
