严晟硕
,
李安锁
,
祝超越
,
叶崇晖
,
章陵
,
鲍晓晅
,
鲍明东
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.026
目的 研究Ti-N薄膜颜色和硬度及其结合强度的影响因素.方法 利用封闭磁场非平衡磁控溅射离子镀膜技术,该变溅射偏压、氮气流量等参数,分别在304不锈钢基体和载玻片基体上沉积多彩Ti-N薄膜.用努氏硬度、划痕法和球坑法分别评价Ti-N薄膜的显微硬度和结合强度等性能.结果 当偏压和溅射电流分别为60 V和2 A时,将反应气体氮气流量从3sccm逐渐增加到20sccm,Ti-N薄膜颜色依次发生从"淡黄-金黄-红黄-紫红-金黄"的循环变化趋势.薄膜的硬度随氮气流量的增加在601~700HK之间呈逐步上升的趋势.膜基结合普遍较好.当氮气流量和溅射电流分别为10sccm和2 A时,将负偏压从50 V逐渐增加到120 V,薄膜颜色从淡黄色变成金黄色,膜基结合强度较好.硬度随偏压的增加变化不明显.结论 影响Ti-N薄膜颜色的主要因素为氮气流量,偏压也可以轻微地改变薄膜颜色,但对薄膜性能影响并不明显.
关键词:
磁控溅射
,
Ti-N薄膜
,
氮气流量
,
溅射电流
,
偏压
,
薄膜颜色
朱瑞华
,
田林海
,
鲍明东
,
马永
,
唐宾
机械工程材料
采用等离子氮化技术对H13钢进行离子氮化，通过改变渗氮气压和温度得到不同成分和厚度的渗氮层。用光学显微镜和X射线衍射仪分析了渗层的组织及物相组成，借助球一盘磨损试验机对渗层在大气环境下与Al2O3。球对磨时的摩擦学性能进行了研究。结果表明：渗层主要由ε-Fe2-3N、γ＇-Fe，N和少量α-Fe、Fe2O3、Fe2O4相构成；渗氮温度为510℃时没有形成明显的渗层，渗氮温度为570℃、气压为200，300Pa和渗氮温度为540C、气压为100Pa时渗层只有扩散层，而在其他条件下渗层由白亮层和扩散层组成；氮化后表面硬度为1100～1200HV，较基体增加1倍左右；在温度为570℃、气压200Pa制备渗层的摩擦因数比基体大幅度降低，磨痕宽度变窄，比磨损率明显降低，耐磨性明显改善。
关键词:
离子氮化
,
H13钢
,
白亮层
,
耐磨性能
张海军
,
刘小萍
,
葛培林
,
梁柔
,
徐雪波
,
鲍明东
机械工程材料
用化学气相沉积法在高速钢基体上制备了多层结构的TiCN/TiC/TiN镀层,分别用压入法和球坑法测定了镀层的结合强度和厚度;用显微硬度计测定了镀层的努氏硬度;在不同温度条件下,用球盘磨损试验机研究了镀层摩擦因数的变化规律,分析了温度对镀层摩擦磨损性能的影响。结果表明：该镀层的结合强度优异,厚度约为5μm,硬度约为2 352HK;在高温（550℃）下,镀层的摩擦因数一开始就很高,随后继续上升直到最大值,接着开始逐渐下降;室温下,镀层的摩擦因数一开始很低,随后较快地上升到一定值,之后上升速度减缓,最后达到稳定阶段;室温下,镀层磨痕中间局部有块状剥离,边缘有大量磨屑;高温下镀层出现塑性变形。
关键词:
多层结构镀层
,
化学气相沉积
,
摩擦学行为
,
TiCN
刘二强
,
鲍明东
,
田林海
,
唐宾
电镀与涂饰
描述了TiNi形状记忆合金薄膜的一般特性及成分对其组织及性能的重要影响.磁控溅射法是应用最为广泛的制备TiNi基形状记忆薄膜的方法之一,但由于Ti与Ni的溅射产额不同,很难得到理想成分的TiNi薄膜.目前主要采用改变工艺参数或靶材成分补偿的方法控制薄膜的成分.借鉴反应磁控溅射沉积薄膜时成分控制方法,提出了一种利用溅射靶表面光发射谱的控制技术,理论上可以达到精确检测或控制TiNi形状记忆合金薄膜成分的目的.
关键词:
钛镍
,
形状记忆合金
,
薄膜
,
成分
,
控制
,
光发射谱
徐雪波
,
贺耀华
,
贺志勇
,
鲍明东
表面技术
应用非平衡磁控溅射离子镀方法沉积制备了五种不同成分的Ti-Ni合金薄膜,并在保护气体条件下于600℃进行了晶化退火处理.分析了薄膜的相结构,测定了薄膜的硬度和弹性模量,并利用纳米压入加载-卸载曲线分析研究了薄膜的伪弹性回复率,讨论了薄膜成分对硬度、弹性模量和伪弹性的影响规律.结果表明:富Ni薄膜的硬度、弹性模量和伪弹性均较高,但含Ni量达到一定值后,这些性能指标呈下降趋势.
关键词:
形状记忆合金
,
薄膜
,
纳米压入
,
伪弹性
梁柔
,
徐雪波
,
鲍明东
,
江利
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2011.02.022
用闭合场非平衡磁控溅射离子镀(CFUBMIP)系统沉积制备CrN硬质薄膜,通过调节偏压改变薄膜沉积过程中离子轰击能量.采用XRD分析薄膜的相结构,结合SEM和AFM对薄膜表面形貌和截面结构的观察,探讨离子轰击能量对CrN硬质薄膜生长方式以及取向的影响规律.结果表明,随着偏压从-60 V增大到-90 V,薄膜始终由CrN单相组成,且均呈柱状生长,但生长择优取向从(200)向(111)转变.偏压的变化主要通过改变离子轰击能量影响薄膜的生长机制,低偏压时以表面能主导,因此呈(200)择优取向生长,而高偏压时以应变诱导生长机制为主,呈(111)择优取向生长.
关键词:
CrN薄膜
,
粒子轰击能量
,
薄膜生长方式
,
择优取向
葛培林
,
刘小萍
,
尚魁平
,
冶艳
,
鲍明东
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.02.023
在经过离子氮化处理的H13钢基体上,采用闭合场非平衡磁控溅射法制备了CrTiAlN硬质涂层,并与未氮化的镀膜试样进行了膜基结合强度、膜层微观结构形貌及相组成的对比.结果表明:离子氮化处理可提高基体硬度,形成硬度梯度过渡；氮化+镀膜复合处理可以显著提高膜基结合强度.
关键词:
离子氮化
,
磁控溅射
,
渗氮层
,
CrTiAlN薄膜
,
结合强度
尚魁平
,
冶艳
,
葛培林
,
江利
,
鲍明东
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2011.04.010
在单晶Si (100)基体上,采用闭合场非平衡磁控溅射方法沉积制备了导电非晶碳膜.X射线衍射(XRD)分析表明薄膜呈明显的非晶结构；用XPS分析了薄膜中的碳键结构,碳膜的C1s峰位于284～285 eV之间,Cls峰分峰拟舍得出sp2C的原子数分数为59％左右,碳键以sp2结构为主；四探针法测得薄膜的电阻率为1.32×10-6Ω·m.可以认为:制备的碳膜是以sp2结构为主的类石墨非晶态薄膜.
关键词:
非晶碳膜
,
磁控溅射
,
微观结构
,
电阻率
翁海峰
,
陈秋龙
,
蔡珣
,
鲍明东
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2005.05.019
为研究交流脉冲电源占空比的变化对纯铝微弧氧化的影响,设计了在恒流条件下(J=75mA·cm-2)进行从2%到18%不同占空比下对纯铝进行微弧氧化实验.研究发现,陶瓷膜的主要成分为稳定态的α-Al2O3和亚稳态的γ-Al2O3,随着占空比的提高,α-Al2O3逐渐成为氧化膜的主要成分,而氧化膜的表面则越来越粗糙.当占空比为10%时,得到最大的氧化膜厚度和最佳的氧化膜截面形貌.
关键词:
微弧氧化
,
脉冲
,
占空比
,
铝
,
氧化膜
冶艳
,
尚魁平
,
鲍明东
,
徐雪波
,
葛培林
,
江利
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.01.008
采用封闭非平衡磁控溅射法制备了CrN硬质镀层,以热固性塑料PA66和ABS为其中一个摩擦副,在Pin-on-disc磨损试验机上测试了对磨CrN硬质镀层和M42高速钢时的摩擦系数.应用立体显微镜和扫描电子显微镜对摩擦副表面磨损轨迹的微观形貌及磨屑进行了观察和分析.结果表明:CrN硬质薄膜与M42高速钢对磨PA66和ABS塑料时,CrN硬质薄膜的摩擦系数要比高速钢小,而且数值稳定；塑料直接与高速钢对磨的摩擦系数波动较大.
关键词:
CrN硬质薄膜
,
热固性塑料
,
摩擦系数
,
磨损
