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钛过渡层对CVD金刚石膜热残余应力的影响

唐达培 , 高庆

材料热处理学报

选用钛作为金刚石膜和钼基体间的中间过渡层,探讨使用过渡层减小热残余应力的可能性.建立三维有限元分析模型,对使用钛过渡层前、后,金刚石膜内及界面处的热残余应力分量的分布分别进行模拟和比较;考虑了热膨胀系数随温度的变化;讨论了热残余应力对金刚石膜失效的影响.结果表明:采用钛过渡层后,热残余应力的特性和分布规律并未改变,但各应力分量的大小均有一定的减小.本文所建三维的有限元分析模型与已往的一维解析模型都能得出金刚石膜沿其厚度上的径向应力分布,但前者还能得出金刚石膜在其内部及界面处的多个应力分量沿径向或沿厚度的分布规律.

关键词: 金刚石膜 , 热残余应力 , 钛过渡层 , 有限元分析 , 失效

梯度热障涂层的设计和性能与失效研究

唐达培 , 高庆

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2006.05.003

介绍了梯度热障涂层的表层、底层及梯度过渡层材料的选用和设计原则,对梯度热障涂层的抗热震性能、抗氧化性能和力学性能的研究成果作了综述,探讨了梯度热障涂层的失效机理,并指出了需进一步研究的问题.

关键词: 梯度热障涂层 , 设计 , 性能 , 失效机理

TiO2薄膜的结构和光催化活性研究

唐达培 , 高庆 , 江晓禹

材料导报

薄膜型的TiO2光催化剂克服了悬浮型的许多缺点,具有广阔的应用前景.阐述TiO2的结构及其影响因素;评述了晶型、晶粒尺寸、结晶度和晶格缺陷、表面积和表面预处理、表面羟基、温度、薄膜厚度、基体、光源及光强等因素对TiO2薄膜光催化活性的影响;探讨了提高TiO2薄膜光催化活性的措施,包括掺杂、贵金属沉积、半导体复合、表面光敏化等.指出需进一步研究的问题:加强影响因素的综合研究,探索最佳的工艺条件和反应条件;进一步提高TiO2薄膜的光催化效率;将光源种类从紫外光扩展到可见光;将TiO2薄膜的光催化性能同其它性能结合起来研究.

关键词: 二氧化钛 , 薄膜 , 结构 , 光催化活性 , 影响因素

氮碳化钛涂层的结构性能及结合强度

唐达培 , 高庆 , 江晓禹

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2004.04.005

氮碳化钛涂层有优良的力学及摩擦学性能,作为硬质耐磨涂层,它已广泛用于切削刀具、钻头和模具等场合,具有广泛的应用前景.研究表明,氮碳化钛涂层的结构、性能和结合强度受化学组分及工艺参数等因素的影响.从影响氮碳化钛涂层结构、性能、残余应力和结合强度的因素出发,综述了90年代以来的研究成果,为合理地利用和进一步改善氮碳化钛涂层的性能提供参考,提出了进一步的工作.

关键词: 涂层 , 氮碳化钛 , 性能 , 结合强度 , 残余应力

金属/陶瓷梯度热障涂层

唐达培 , 高庆 , 江晓禹

功能材料

综述了金属/陶瓷梯度热障涂层的国内外研究成果,对两种主要的制备工艺及其特点和热应力进行了分析,重点对梯度热障涂层的设计、微结构、性能及失效机理进行了研究.展望了进一步的研究方向.

关键词: 梯度热障涂层 , 设计 , 性能 , 失效机理 , 热应力

TiN,TiC和Ti(C,N)涂层的性能及影响因素研究

唐达培 , 高庆 , 江晓禹

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2005.03.013

TiN和TiC同属于NaCl形式的晶体结构,是同构互溶性的.Ti(C,N)是两者的固溶体.TiN和TiC及Ti(C,N)涂层具有优良的力学和摩擦学性能,作为硬质耐磨涂层,已用于切削刀具、钻头和模具等场合,具有广泛的应用前景.综述了国内外关于这3种涂层的研究成果.研究了影响其性能的若干因素,比较了它们的性能差异,为进一步优化涂层的性能及合理地选用涂层提供了参考.进一步的研究方向是高、低温及恶劣环境下涂层的性能以及更大载荷下涂层的摩擦学性能等.一些重要结果如下:(1)对TiN涂层而言,用CAPD比用CAIP制备时,涂层的摩擦因数小、结合强度大、硬度小;脉冲电压从550 V增大到750 V时,涂层脆性增加、结合强度减小;在多弧离子镀工艺中,500 ℃是最佳沉积温度,此时涂层的硬度和结合强度均最大.(2)对用反应磁控溅射制备的TiC涂层而言,用C2H2比用CH4制备时,涂层的硬度大;CH4分压在0.02~0.04 Pa范围内为最佳,此时TiC涂层的硬度和弹性模量最大,分别是30.9 GPa和343.0 GPa.(3)对Ti(C,N)涂层而言,随CH4:N2或C2H2:N2流量比的增大,其硬度增大;CH4:N2分压比对摩擦因数和磨损量的影响还与载荷的大小有关;TiCxN1-x涂层的硬度和弹性模量随x值而变化,当x为0.6左右时,硬度取最大值45 GPa,当x值为0.43左右时,弹性模量取最大值630 GPa.

关键词: 涂层 , TiN , TiC , Ti(C,N) , 性能 , 影响因素 , 硬度 , 摩擦因数

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