蔡志海
,
杜玉萍
,
谭俊
,
张平
,
赵军军
,
黄安平
,
许仕龙
,
严辉
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2005.01.003
运用射频磁控溅射法在硅片上制备了立方氮化硼薄膜,并对射频功率、气体分压比及衬底偏压等参数对膜中立方氮化硼(c-BN)含量的影响进行了研究.采用傅立叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对c-BN薄膜进行了表征和分析.结果表明:300 W的射频功率是制备c-BN薄膜的最佳条件;当气体分压比Ar/N2=5:1时,制备的薄膜中c-BN含量相对最高;立方氮化硼的形成存在偏压阈值(约80 V),低于此偏压c-BN很难形成.拉曼光谱分析进一步确认了BN薄膜的晶相结构.AFM和XPS分析结果表明c-BN薄膜结晶良好,晶粒尺寸细小,具有很好的化学配比,B原子与N原子的含量比为1:l.
关键词:
立方氮化硼薄膜
,
射频磁控溅射
,
拉曼光谱分析
杨臻
,
张平
,
蔡志海
,
底月兰
,
李奇
,
侯玉涛
稀有金属材料与工程
采用磁控溅射与低温离子渗硫复合处理工艺原位合成了CrN/MoS2固体自润滑复合膜.采用X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱仪(AES)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对CrN基固体自润滑复合膜的显微组织进行分析.并通过CETR滑动磨损试验机,对CrMoN复合膜及CrN/MoS2自润滑复合膜的摩擦学性能进行了比较研究;通过SEM对磨痕形貌进行了观察.结果显示,CrMoN复合膜经渗硫处理后,主要合成了MoS2润滑相,渗硫层厚度约为500 nm,主要相结构为CrN与MoS2及少量MoN.与CrMoN复合膜相比,CrN/MoS2固体自润滑复合膜摩擦系数较低、磨损体积较小,具有较好的耐磨性和减摩性.同时,对CrN/MoS2固体自润滑复合膜的成膜机理及磨损机制进行了探讨.
关键词:
固体自润滑
,
显微组织
,
摩擦学性能
,
成膜机理
,
磨损机制
李奇
,
王宪成
,
蔡志海
,
底月兰
,
何星
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.06.011
利用SRV实验机模拟重型车辆发动机活塞环缸套摩擦副的工作状态,测试了静载荷和动载荷条件下摩擦副的摩擦学性能.采用扫描电镜、能谱仪分析了磨痕形貌和化学成分,研究了摩擦副的磨损机制.结果表明:随静载荷的增加,摩擦副的摩擦因数减小,总失重量增加.摩擦副的磨损机理以磨粒磨损为主,在400N条件下活塞环的磨损机理为综合的磨粒磨损和黏着磨损.在低强度和中等强度动载荷条件下,摩擦副的摩擦因数随载荷的变化而呈循环变化,磨损机理以磨粒磨损为主.在高强度动载荷条件下,摩擦副的摩擦因数保持稳定,活塞环的磨损机理是综合的磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损,缸套的磨损机理是综合的磨粒磨损、黏着磨损.摩擦副的总失重量随动载荷强度的增大而增加.
关键词:
活塞环-缸套
,
动载荷
,
静载荷
,
磨损机理
底月兰
,
张平
,
蔡志海
,
杨臻
,
李奇
,
沈维
稀有金属材料与工程
通过对不同Mo含量的CrMoN复合涂层进行低温离子渗硫处理获得CrMoN/MoS2复合涂层,并对其组织结构及力学性能进行研究.扫描电镜分析显示出CrMoN复合涂层表面形貌比较致密,晶粒较大,而经过渗硫处理后的CrMoN/MoS2复合涂层呈现了疏松的颗粒状的形貌.由于渗硫过程是非反应成核扩散过程,期间没有发生择优生长,故晶粒尺寸受到抑制.对渗硫过程中可能发生的反应进行热力学计算,推断复合涂层中的Mo单质和MoNx均可与S元素发生反应生成MoS2,通过对CrMoN/MoS2复合涂层表面元素的化合价态进行分析,可知MoS2主要来源于MoN与S发生的置换反应.纳米硬度测试结果表明,渗硫处理后的CrMoN复合涂层的纳米硬度和弹性模量都得到提高,力学性能得到提升.
关键词:
CrMoN/MoS2复合涂层
,
组织结构
,
力学性能
蔡志海
,
张平
,
杜军
,
赵军军
稀有金属材料与工程
采用多弧离子镀在活塞环65Mn钢基体表面制备CrTiAlN微纳米复合膜,研究了CrNx过渡缓冲层与工作负偏压对CrTiAlN微纳米复合膜性能的影响规律,采用X射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM) 、划痕仪、纳米硬度仪和发动机台架试验装置,系统分析了薄膜相结构、表面形貌、纳米硬度和抗高温摩擦磨损性能.结果表明:当N2含量为45%时,CrNx薄膜中主要以CrN(220)相为主,此时复合膜结合强度相对较高;复合膜厚度随负偏压增大而减小,纳米硬度随负偏压增大而增大,当偏压为–200 V时,CrTiAlN微纳米复合膜的晶粒较为细小.采用优化工艺沉积的CrTiAlN复合膜具有优异的抗高温粘着磨损性能,优于CrN 膜和电镀Cr,最后对3种活塞环涂层的抗高温磨损机理进行了分析讨论.
关键词:
活塞环
,
CrTiAlN微纳米复合膜
,
制备工艺
,
高温磨损性能
张平
,
马琳
,
原津萍
,
蔡志海
材料科学与工艺
以45钢板材上熔覆三道Ni60自熔性合金粉末为例,对送粉式激光熔覆多道搭接情况下的温度场进行计算,得到了熔覆过程中基体上各点的温度变化规律及固定时刻熔覆层的温度分布曲线,分析了多道熔覆时温度场的变化规律.计算结果表明基体表面激光经过的中心点温度变化呈锯齿状,而离激光光源较远的基体上各点温度达到最大值存在一个滞后时间.多道搭接情况下,熔池内的最高温度,后两道熔覆层要略高于第一道熔覆层,且对于后两道熔覆层起熔时刻和熔覆结束时刻熔池内的最高温度明显高于熔池内的平均最高温度.
关键词:
45钢
,
激光熔覆
,
温度场
,
多道搭接
,
计算
