高雪艳
,
钟强
,
李晓静
,
黑鸿君
,
高洁
,
申艳艳
,
贺志勇
,
刘小萍
,
于盛旺
人工晶体学报
采用双辉等离子表面冶金技术,在金刚石自支撑膜表面制备了W金属层.借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)等分别对金属化后的金刚石膜的微观形貌、元素分布及物相组成进行了表征与分析;并通过测试Ag-Cu钎焊的金刚石膜-硬质合金刀片样品的剪切强度,评价金属层与金刚石膜的结合强度.实验结果表明:所制备的W金属层连续、致密,由大量纳米尺度的颗粒状团聚物构成;在金属层与金刚石界面一定深度区域内,存在W和C元素的相互扩散,并且反应生成了WC、W2C等金属碳化物颗粒,表明金属层与金刚石膜之间已形成了牢固的化学键合.
关键词:
金刚石自支撑膜
,
双辉等离子表面冶金技术
,
W金属层
,
元素扩散
郑可
,
钟强
,
高洁
,
黑鸿君
,
申艳艳
,
刘小萍
,
贺志勇
,
于盛旺
人工晶体学报
使用自行研制的频率为2.45 GHz的TYUT型MPCVD装置,以H2和CH4为气源,在功率为8 kW、基片温度为1000℃、气体流量为100～800 sccm条件下,进行了直径为65 mm的大面积金刚石膜的沉积实验.使用扫描电镜、X射线衍射仪、数字千分尺和Raman光谱仪等仪器分别对金刚石膜的表面形貌、取向、厚度和品质进行了表征.实验结果表明,气体流量的变化会对金刚石膜的晶粒尺寸,晶体取向,沉积速率,厚度均匀性和品质产生较大的影响.气体流量在300～600 sccm范围内制备的金刚石膜才兼具晶粒尺寸均匀性好、表面缺陷少和品质高的优点.
关键词:
气体流量
,
MPCVD
,
金刚石膜
,
均匀性
,
晶粒取向
,
品质
杨红玉
,
李蕊轩
,
张红前
,
王振霞
,
刘小萍
,
于盛旺
,
贺志勇
材料热处理学报
采用双辉等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备镍合金层,采用SEM、GDOES以及XRD对比研究了温度和放电气压对镍合金层结构、成分分布和相组成的影响.结果表明:镍合金层由3层结构组成,从外向内依次是单质镍的镍沉积层,主要化合物为Ni3Ti、Ti2Ni、NiTi、AlNi3的富镍合金层和贫镍合金层.不同温度和气压条件下,合金化试样表面呈现“胞状凸起”形貌.随着温度升高,表面晶粒长大,孔洞减少,间隙减小;富镍合金层和贫镍合金层厚度增加,镍沉积层厚度先增后减.随着气压增大,表面晶粒变细,孔洞增多,间隙增加;镍沉积层和富镍合金层厚度减少,贫镍合金层厚度先增后减.基体晶粒长大的临界温度存在于900 ～ 930℃之间.
关键词:
等离子体表面合金化
,
Ti6Al4V合金
,
温度
,
放电气压
,
镍合金层
刘小萍
,
高原
,
徐晋勇
,
刘燕萍
,
王建中
,
隗小云
,
徐重
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.03.008
采用等离子表面合金化技术,在20钢表面渗铬,并进行双辉等离子渗碳,形成高铬高碳合金层.利用GDS、XRD、OM、SEM研究了合金层成分、相组成及组织形貌,并通过摩擦试验对合金层耐磨性进行了分析.研究结果表明:表面高碳高铬层含铬量和含碳量以及碳化物的质量分数(40%以上)高于一般冶金高铬铸铁;渗层主要包含M23C6和M7C3型碳化物,这些碳化物均匀弥散分布,尺寸通常在1μm左右,并无共晶碳化物组织;合金层表面显微硬度达到1000～1600 HV,耐磨性比GCr15轴承钢提高8.6倍.
关键词:
渗铬
,
等离子渗碳
,
碳化物
,
耐磨性
,
共晶碳化物
田伟红
,
郭杨阳
,
李轩鹏
,
郭亚鑫
,
范爱兰
,
刘小萍
,
唐宾
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.05.011
目的：提高医用钛合金的耐磨损性能。方法应用等离子渗氮技术在Ti13 Nb13 Zr基材上制备改性层,并对改性层组织、成分及硬度进行测试。利用往复磨损试验机研究改性层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与未处理的基材进行对比。结果 Ti13 Nb13 Zr合金表面经渗氮后形成致密均匀的改性层,硬度高达1110 HV0.025,改性层的磨损体积约为基材的1/23。结论等离子渗氮技术有效地改善了Ti13 Nb13 Zr合金的摩擦磨损性能。
关键词:
Ti13 Nb13 Zr
,
等离子渗氮
,
硬度
,
摩擦性能
李忠厚
,
刘小萍
,
赵金香
,
高原
,
徐重
,
杨永富
,
张文峰
中国有色金属学报
研究了T8钢等离子体脱碳对随后渗金属的影响. 介绍了两种处理工艺, 一种是脱碳后渗金属, 另一种是直接渗金属. 结果表明, 在离子轰击下, 高碳钢表层产生严重的脱碳层, 脱碳层的存在对随后的渗金属过程有着很大的影响. 脱碳后渗金属, 渗层厚度达80μm; 直接渗金属, 渗层厚度仅15μm. 在两种渗金属条件下, 表面合金层的非碳化物形成元素Co含量差别不是很大, 而强碳化物形成元素W和Mo的含量却有着显著差异, 直接渗金属的, 表层W和Mo含量几乎为零, 而脱碳后渗金属的, 表层W和Mo总量最大达到6%左右.
关键词:
高碳钢
,
脱碳
,
渗金属
,
离子轰击
安康
,
刘小萍
,
李晓静
,
钟强
,
申艳艳
,
贺志勇
,
于盛旺
人工晶体学报
根据高功率MPCVD装置所需要具备的条件,提出一种新型的高功率MPCVD装置结构.先使用HFSS软件对模型的各部分尺寸进行了初步优化;然后使用COMSOL软件通过对高功率、高气压条件下气体电离形成等离子体时的电场和等离子体分布的模拟,并对气体进出方式进行了验证;最后根据模拟结果建立了新型MPCVD装置,并使用所制造的装置在高功率、高气压条件下进行了大面积金刚石膜的制备.结果表明:所提出的高功率MPCVD装置模型经过结构优化后,在基片上方对电场具有较好的聚焦能力,强度高于同类装置;高功率、高气压条件下所产生的等离子体也仅在基片上方均匀分布,与石英环之间被中间腔体隔离,有效避免其对石英环的刻蚀;所设计的进出气方式能够保证反应气体在基片表面均匀分布;使用所制造的装置能够在高功率、高气压条件下实现大面积高品质金刚石膜的快速沉积.
关键词:
MPCVD装置
,
金刚石膜
,
高功率
,
数值模拟
钟强
,
黑鸿君
,
李晓静
,
张阿莉
,
申艳艳
,
刘小萍
,
于盛旺
人工晶体学报
使用自行研制的MPCVD装置,在功率为8 kW条件下、气体由四种方式进出反应腔体时,在直径65 mm的Si基片上制备了金刚石膜.分别利用数字千分尺和Raman光谱对金刚石膜的厚度和品质均匀性进行了表征.使用Comsol软件模拟了不同进出气方式下腔体内部气体流场的分布,并分析了气体进出方式与所制备金刚石膜均匀性之间的关系.研究表明,反应气体进出位置的改变对等离子体的状态没有明显的影响,但对膜的厚度和品质均匀性有影响较大.气体由中间腔体侧壁上的进气孔进入时,容易造成膜厚度和品质的不均匀性.气体由耦合天线的圆盘中心的进气孔进入时,膜厚度和品质的均匀性明显提高,而由锥形反射体底平面上的出气孔排出时均匀性最优.反应气体流场分布的不均匀性和等离子体区域流速的差异是导致金刚石膜厚度和品质不均匀性的主要原因.
关键词:
气体进出方式
,
MPCVD
,
金刚石膜
,
均匀性
,
流场模拟
王荣
,
刘小萍
,
郑可
,
高洁
,
鲁明杰
,
黑鸿君
,
于盛旺
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20161202002
针对马氏体不锈钢的表面耐磨性不能满足应用需求,且在钢基表面直接制备SiC涂层会产生与基体结合不良的问题,采用双辉等离子表面冶金技术在4Cr13马氏体不锈钢表面制备SiC/Ta复合涂层,对涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和摩擦磨损性能进行研究.结果表明,所制备的SiC/Ta复合涂层厚5～6 μm,由SiC、Ta、Ta2C和TaC相构成.SiC/Ta/基体各层间以扩散连接,与基体结合良好.经双辉等离子表面冶金技术处理后,表面显微硬度由基材的279 HV0.2提高到1 738 HV0.2.4Cr13不锈钢的摩擦学性能也得到明显改善,摩擦因数比基材的平均摩擦因数降低了0.32,磨损率是基材磨损率的4％.
关键词:
4Cr13
,
SiC/Ta复合涂层
,
双辉等离子
,
摩擦磨损
刘琳
,
申航航
,
刘小镇
,
郭麒
,
孟天旭
,
王振霞
,
刘小萍
中国有色金属学报
对QBe1.9铜合金进行双辉等离子渗Ti及后续离子氮化复合处理，在其表面制备TiN(Ti2N)/Ti合金层以改善其摩擦磨损性能。采用扫描电镜、能谱、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪等手段观察分析Ti-N复合渗合金层的组织、成分及相结构，对合金层硬度及导电性进行了分析，并利用往复球盘摩擦磨损试验机研究QBe1.9基材及其Ti-N复合渗后的摩擦磨损性能。结果表明：经过Ti-N复合处理后，在QBe1.9铜合金表面形成厚度为27μm的复合渗层，该渗层包括表面富TiN(Ti2N)合金层和Ti-Be-Cu扩散过渡层；QBe1.9铜合金经Ti-N复合渗后，表面硬度达964 HV，比基材的硬度明显提高；摩擦因数和比磨损率分别仅为未处理基材的30%和1.38%，达到减摩耐磨效果。表面高硬氮化物的形成是Ti-N复合渗改善QBe1.9铜合金表面性能的主要原因。
关键词:
QBe1.9铜合金
,
等离子渗Ti
,
离子氮化
,
导电性
,
摩擦
,
磨损
