R.Cremer
,
D.Neuschütz
金属学报(英文版)
The increasing complexity of modern functional materials leads to the demand of acost efficient tool for the development of new products. One possible approach to thisquestion is the adaptation of combinatorial methods to the specific requirements of ma-terials industry. These methods, originally developed for the pharmaceutical industry,have recently been applied to the screening of superconductive, magnetoresistant andphotoluminescent materials. The principle of these combinatorial approaches is thedeposition of large materials libraries in one process combined with fast methods forthe determination of the resulting properties. In this paper, the deposition and charac-terization of laterally graded materials libraries (composition spread) is presented. Thefilms have been deposited by reactive magnetron sputtering, using two or three metallictargets at a low angle to the substrate surface as well as a system of apertures. Toillustrate the advantages of combinatorial approaches for the development of advancedmaterials, the multicomponent metastable hardcoatings (Ti, Al)N and Ti-Al-Si-N arediscussed with special emphasis on the relations between structure and composition onthe one hand and the oxidation resistance of these coatings on the other. The resultsillustrate that the composition spread approach is a powerful and cost efficient tool forthe development and optimization of new multicomponent functional materials.
关键词:
combinatorial chemistry
,
null
,
null
,
null
陈子辉
涂料工业
以端羟基聚酯、端羧基聚酯混合物为附着力促进剂,以γ-氯丙基三甲氧基硅氧烷(CTMS)改性聚硅氧烷为原料制备了聚碳酸酯(PC)用高性能无底涂耐磨加硬涂料.利用正交实验确定了影响涂层性能,尤其是影响涂层耐湿热性能的关键因素.结果表明:端羧基聚酯的平均相对分子质量是影响涂层性能的首要因素,其次是硅树脂合成中CTMS的用量.通过配方的再优化,确定了耐磨加硬涂料的组成.由该配方制得的PC用加硬涂层硬度为2H,耐磨擦性能极佳,透明度好,可见光区透光率高达90％,附着力0级;耐湿热性能极佳,在80℃去离子水中放置10 h后,涂层的附着力依然保持很好.最后,对附着力促进机理进行了探讨.
关键词:
聚碳酸酯
,
无底涂
,
耐磨加硬涂层
,
聚酯
,
附着力促进剂
刘仲阳
,
陈子辉
涂料工业
以己二酸、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和邻苯二甲酸酐为原料,合成了一系列聚酯二元醇.以其作为附着力促进剂,可以提高有机硅耐磨增硬涂层在聚碳酸酯表面的附着力.研究了聚酯的结构、相对分子质量、添加量以及甲基硅树脂固化剂的种类对涂膜性能的影响.结果表明:以数均相对分子质量为1 170的聚己二酸-1,4-丁二醇酯为附着力促进剂、乙酰丙酮铝为固化剂制备的聚碳酸酯用无底涂有机硅耐磨增硬涂料综合性能最为优异,涂膜固化后硬度为H,附着力为0级,耐乙醇性和耐水煮性能较佳,耐磨性和透光性较未涂覆的基材都有了明显提高.
关键词:
聚碳酸酯
,
无底涂
,
耐磨增硬
,
聚酯
,
附着力促进剂
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
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
夏宇锋
,
江五贵
,
吴志凯
材料热处理学报
采用硬质阳极氧化技术为6061蜂窝制备了54μm厚的Al2O3硬质涂层,并采用X射线衍射技术测试了不同热载荷后合金表面的残余应力.之后利用扫描电镜对不同热载荷涂层的截面形貌进行了表征,研究了热载荷对涂层和基体残余应力的影响,并基于理论模型对这种残余应力进行了估算.不同热载荷条件下基体表面的残余应力值与估算结果吻合较好.研究结果表明:涂层由γ-Al2O3物相组成;在400 ～500℃范围内,随着热载荷温度的增加,涂层处的裂纹增加,但涂层与基体结合良好;600℃后涂层出现大量裂纹,并且在界面处出现严重的脱层现象.
关键词:
硬质涂层
,
热载荷
,
残余应力
,
失效
许玉堂
,
董晓波
,
陈子辉
涂料工业
以甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为原料,以盐酸胍为固化促进剂制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)用水性加硬涂料,并通过正交实验确定了影响涂层性能的关键因素.为提高加硬涂层的耐高低温冲击性能和抗开裂能力,在涂层中引入了纳米乳胶粒子,据此制备的PMMA用有机硅杂化耐磨加硬涂层的硬度为6H,耐摩擦性能优异,附着力0级,可见光区透光度接近90％,在热冲击实验中循环100次,涂层外观依然完好.所选3种纳米乳胶粒子均能达到类似的效果,意味着纳米乳胶粒子对硬质涂层的增韧作用可能具有普适性.
关键词:
PMMA
,
耐磨加硬涂层
,
有机硅杂化
,
乳胶粒子
,
增韧
裴晨蕊
,
孙德恩
,
Sam Zhang
,
黄佳木
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.02.001
硬质陶瓷涂层一般硬度高,但韧性差,在受到较大外加冲击荷载作用时容易产生裂纹并引发失效,从而限制了硬质涂层在工程领域的应用.硬质涂层的增韧研究是当前硬质涂层研究的热点之一.常见硬质涂层增韧方法中,有些是以降低硬度为代价来提高涂层韧性,比如第二相增韧;有些是通过优化涂层结构设计,减小缺陷尺寸,在不损失涂层高硬度的前提下,提高韧性,获得兼具高硬度和高韧性的涂层;有些是通过相变(晶体结构转变)提高涂层的韧性.通过优化涂层结构设计,改变涂层晶粒尺寸、晶界尺寸与复杂程度等,使涂层致密化,从而提高涂层硬度与韧性,从而获得增韧效果,成为研究者越来越关注的焦点.单一增韧方法的局限性,可以通过多种增韧方法协同作用获得突破,协同增韧已成为硬质涂层增韧发展的趋势.目前硬质涂层的韧性评估还没有一个公认的方法,从简单实用出发,常用的有微悬臂梁弯曲法、划痕法和压痕法.
关键词:
韧性
,
硬度
,
多层膜结构
,
硬质涂层
