马志康
,
高原
,
蔡航伟
,
王成磊
,
袁琳
,
张焱
,
吴炜钦
腐蚀与防护
利用弧光离子镀设备,对201不锈钢表面进行离子沉积TiN薄膜和CrN薄膜.分别在3.5％ NaCl溶液、1 mol·L-1NaOH溶液和1 mol·L-1 H2SO4溶液中进行电化学腐蚀性能测试.结果表明,通过弧光离子镀技术在201不锈钢表面分别形成了厚度为1.2 μm的致密TiN薄膜和3μm的致密CrN薄膜；201不锈钢、TiN薄膜和CrN薄膜在3.5％的NaCl溶液中耐蚀性相当；在1mol·L-1的NaOH溶液中,TiN薄膜的耐蚀性约是201不锈钢的2倍,CrN薄膜的耐蚀性是201不锈钢的24倍,TiN薄膜的12倍；在1mol·L-1的H2SO4溶液中,TiN薄膜和CrN薄膜的耐蚀性相比201不锈钢分别提高20倍和26倍.
关键词:
弧光离子镀
,
TiN薄膜
,
CrN薄膜
,
耐蚀性
赵雪勃
,
阎殿然
,
董艳春
,
王磊
,
李莎
,
陆晨光
材料热处理学报
研究了热处理后TiN涂层在模拟海水中的腐蚀行为,采用电化学阻抗谱（EIS）、动电位极化曲线、扫描电镜和能谱分析等技术研究了热处理后TiN涂层电化学腐蚀参数及组织的变化。结果表明：热处理后TiN涂层的耐蚀性明显提高,自腐蚀电流仅为热处理前的13.3%,极化电阻约是热处理前的20倍;电化学阻抗谱描绘了热处理后涂层的腐蚀过程及导致涂层腐蚀的主要因素,涂层局部的孔隙腐蚀是引起电化学腐蚀参数变化的主要因素,腐蚀初期孔隙电阻由大变小,后期又会由小变大,从而使涂层的腐蚀速率发生变化;热处理会使涂层的通孔率降低为87%,主要原因是在热处理过程,TiN与大气中的O2发生了氧化反应,生成密度较TiN小的TiO2相和Ti3O相,使涂层中的部分通孔被封闭,耐蚀性得以提高。
关键词:
热处理
,
电化学腐蚀
,
TiN涂层
,
反应等离子
夏铭
,
王泽华
,
柏芳
,
周泽华
,
胡亚群
,
盛欢
,
张欣
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.08.001
TiN具有硬度高、韧性好、摩擦系数小、化学性能稳定等优点，广泛应用于刀具、装饰、表面防护等领域。目前制备TiN涂层的方法有很多，如气相沉积、热喷涂、电镀等，反应等离子喷涂则是最常用的金属-陶瓷复合涂层制备方法。概述了反应等离子喷涂技术的基本原理和分类，包括反应等离子喷涂涂层的形成过程及工艺的优缺点。综述了反应等离子喷涂TiN涂层的喷涂工艺及性能的研究进展，包括涂层的制备方法(原位合成法、烧结破碎法)和性能特点，重点分析了涂层的力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能，并提出了可以依靠热处理工艺或封孔技术来提高涂层的耐腐蚀性能。依据实验和查阅的文献，反应等离子喷涂结合了自蔓延高温合成技术和等离子喷涂技术，可以制备质量优良的厚 TiN 涂层(>500μm)，是一种新型的低成本涂层制备技术，但是反应等离子喷涂制备TiN涂层存在孔隙率较高(5%~10%)、结合强度较低(<50 MPa)的问题。分别从技术、设备、工艺、后处理四个方面总结了改善涂层质量的相应措施，展望了今后的研究发展方向。
关键词:
反应等离子喷涂
,
TiN涂层
,
原位合成
,
烧结破碎法
,
涂层性能
李轩鹏
,
郭亚鑫
,
华帅
,
范爱兰
,
刘小萍
,
唐宾
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.04.007
目的 提高304不锈钢的耐腐蚀性能.方法 采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN涂层,并采用SEM、XRD及GDOES对涂层的表面形貌、成分进行测试.通过极化曲线和电化学噪声技术评价TiN涂层和基体在pH=2.5的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,并研究涂层的失效机制.结果 在304不锈钢表面沉积了厚约1μm且均匀、致密的TiN涂层.极化曲线分析表明,基体和TiN涂层试样出现了自钝化和点蚀现象,其中304不锈钢基体的腐蚀电位为-0.41 V,腐蚀电流密度为8.01×10-6 A/cm2,与之相比,TiN涂层的腐蚀电位(-0.28V)明显增大,腐蚀电流密度(6.34×10-8 A/cm2)显著降低.电化学噪声分析显示,在浸泡初期,TiN涂层电极电流暂态峰数量较少,强度较大,噪声电阻较低,而随着浸泡时间的延长,其电流暂态峰数量增加,强度降低,噪声电阻明显大于304不锈钢基体.腐蚀形貌观察表明,304不锈钢和TiN涂层表面均出现了点蚀.结论 TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能.TiN涂层主要起物理阻碍作用,涂层的主要失效形式是涂层表面的微观缺陷和破裂.
关键词:
304不锈钢
,
TiN涂层
,
磁控溅射
,
极化曲线
,
电化学噪声
,
腐蚀形貌
谢启
,
付志强
,
岳文
,
王成彪
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.025
目的 研究N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺.方法 在不同N2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层.采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪测定涂层的相结构,利用显微硬度计测试涂层试样的硬度,利用球-盘摩擦磨损试验机考察涂层试样的摩擦磨损性能,利用能谱仪分析磨痕表面的化学组成.结果 N2流量小于61.5 mL/min时,增加N2流量对总气压和靶电压的影响很小;N2流量超过61.5 mL/min后,总气压和靶电压均随着N2流量的增加而显著增大.随着N2流量的增大,制备的TiN涂层X射线衍射谱中的TiN(111)、TiN(220)衍射峰强度不断增大,TiN(200)衍射峰强度先不变后突然减小.N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的致密性最好,硬度最高.N2流量在50~61.5 mL/min范围内,制备的TiN涂层试样的磨损率较低,最低可达7.4×10-16 m3/(N·m).当N2流量超过63 mL/min后,TiN涂层试样的磨损率显著增大.结论 N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层择优取向、硬度及摩擦磨损性能的影响较显著,N2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的硬度和耐磨性最好.
关键词:
等离子体增强磁控溅射
,
TiN涂层
,
N2流量
,
迟滞回线
,
微观结构
,
摩擦磨损性能
吴凡
材料保护
为了提高28CrMo钢表面的致密性和耐腐蚀性能,采用磁控溅射技术在28CrMo钢表面制备TiN涂层,通过光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试等手段分析了TiN涂层的显微结构及其在3.5 ％NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:采用磁控溅射技术在28CrMo钢表面制备了厚约0.5 μm的TiN涂层,涂层与基体结合良好,没有出现明显的裂纹,涂层表面N的原子分数明显高于Ti;电化学Nyquist谱得到高频区的容抗弧可能是由电荷转移电阻引起和膜层引起,中频区的容抗弧由基体金属溶解时的传质弛豫引起,低频区的感抗弧由基体表面吸附物的弛豫过程引起;3.5 ％NaCl溶液中腐蚀96 h后TiN涂层表面有蚀坑,吸附有白色疏松的腐蚀产物,并出现大小不一的腐蚀坑;TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能,对改进高铬钢表面特性具有重要的作用.
关键词:
磁控溅射
,
28CrMo钢
,
TiN涂层
,
显微组织
,
耐腐蚀性能
王明娥
,
马国佳
,
刘星
,
董闯
稀有金属材料与工程
采用阴极弧沉积、中频磁控溅射及二者的复合技术在GCr15基底上制备了TiN涂层.通过扫描电镜、XRD谱、微米划痕测试、硬度测试以及摩擦磨损测试对涂层的组织结构和力学性能进行了表征及对比.结果表明,采用复合磁控阴极弧技术制备的TiN涂层具有较好的综合性能,如较光滑的表面、较高的结合力和硬度,故磨损率较低.
关键词:
物理气相沉积
,
TiN涂层
,
摩擦磨损
,
复合沉积
曹鑫
,
何卫锋
,
何光宇
,
廖斌
,
张虹虹
,
李应红
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.04.008
为提高TC4钛合金的抗砂尘冲蚀性能,采用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源注入与磁过滤真空阴极弧(FCVA)沉积复合技术、磁控溅射技术在TC4钛合金表面制备DLC、TiN涂层.采用SEM、Raman、XRD、纳米压痕仪和划痕仪等方法对涂层的物相结构、硬度、弹性模量以及与基体的结合力进行表征.在冲蚀试验平台上考核试样在不同入射角度条件下的抗砂尘冲蚀性能.结果表明:DLC涂层表面结构致密,含有大量sp3键,硬度为62.1 GPa,弹性模量为391.64 GPa,结合力达80.4 N;TiN涂层表面存在许多熔滴颗粒及空穴,硬度为22.72 GPa,弹性模量为383.18 GPa,结合力达34.7 N.30°冲蚀条件下,涂层主要是通过提高基体表面硬度来抵抗砂尘粒子的微切削作用,从而提高TC4钛合金的抗砂尘冲蚀性能.90°冲蚀条件下,涂层通过延缓基体的塑性变形来实现TC4钛合金抗砂尘冲蚀性能的提高.
关键词:
TC4钛合金
,
抗砂尘冲蚀
,
DLC涂层
,
TiN涂层
,
质量损失
崔华威
,
崔秀芳
,
王海斗
,
邢志国
,
金国
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.06.010
TiN相具有高的硬度和强度,在涂层中被作为强化相来增强涂层的硬度,被广泛应用于提高涂层的耐磨性.采用反应等离子熔覆技术,以纯Ti粉末为原料,采用合适的等离子熔覆参数,在不锈钢基体表面原位合成制备了TiN复合涂层.采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X射线衍射(XRD)测试手段,分析了涂层内显微组织;利用显微硬度计测量了涂层的显微硬度,通过压痕计算了涂层的断裂韧性.结果表明:涂层微观组织为胞状树枝晶TiN相弥散分布于Ti相与α-Fe相构成的共晶上.复合涂层具有较高的硬度,达到HV0.3996,涂层在不同加载下的压痕尺寸效应较明显,平均显微硬度从0.98 N时HV1021降到4.90 N时HV832,涂层显微硬度压痕在4.90 N加载时出现裂纹,复合涂层具有较好的韧性,4.90 N加载下平均断裂韧性为5.15 MPa·√m.
关键词:
TiN涂层
,
反应等离子熔覆
,
原位合成
