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调制比对TiN/Ti多层膜结构和力学性能的影响

肖娜 , 杜菲菲 , 杨波

材料与冶金学报

采用反应磁控溅射的方法在Ti6Al4V基板上沉积(TiN/Ti)n多层膜,交替沉积Ti层和TiN层,以通入/关闭氮气实现对TiN含量的控制.共溅射10层,每层TiN膜和Ti膜的厚度之和即调制周期不变,二者之间的厚度比即调制比分别为1:9、1:5、1:3和1:2.利用XRD、SEM分别研究了薄膜的微观结构和表面形貌,利用显微硬度仪和划痕仪测量了薄膜的硬度和膜基结合力.研究结果表明:随着调制比的增大,TiN(200)逐渐消失,出现Ti2N等新相;硬度、结合力有明显增大的趋势,与单层膜相比,多层膜的硬度和结合力最多分别增加250 HV和22 N.

关键词: 反应磁控溅射 , TiN/Ti , 调制比 , 结合力

TiN/Ti多层膜调制比对摩擦磨损行为影响的研究

龚海飞 , 邵天敏 , 张晨辉 , 徐军

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00758

考察了TiN/Ti多层膜调制比对其摩擦磨损行为的影响. 采用磁过滤阴极弧沉积的方法制备了具有不同调制比的TiN/Ti多层膜, 用扫描电镜和透射电镜对其层状结构及子层结构进行了观察和分析. 用纳米压痕和SRV摩擦磨损试验的方法, 对多层膜进行了纳米硬度和弹性模量测试以及摩擦磨损实验. 结果表明, 所制备的TiN/Ti多层膜层状结构清晰, 与基底结合良好, 调制比对多层膜的硬度和磨损特性影响较大, 而对摩擦系数的影响却不明显. 结合实验结果,
讨论了硬度与弹性模量的比值(H/E值)对TiN/Ti多层膜耐磨性的影响.

关键词: TiN/Ti , multilayer coating , layer structure , friction and wear

TiN/Ti多层膜韧性对摩擦学性能的影响

龚海飞 , 邵天敏

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.10.006

考察了TiN/Ti多层膜韧性对其摩擦学性能的影响.采用磁过滤阴极弧沉积的方法制备了具有不同Ti子层厚度的TiN/Ti多层膜.用透射电镜对其层状结构及子层厚度进行了观察和分析,分别用Rockwell硬度计和UMT摩擦磨损试验机,进行了压痕测试和摩擦磨损实验.结果表明,TiN/Ti多层膜中Ti子层的加人显著提高了多层膜的韧性,相对TiN单层薄膜,当载荷较大时,多层膜的耐磨性有明显的改善.结合实验结果,讨论了TiN/Ti多层膜韧性对其耐磨性的影响.

关键词: TiN/Ti , 多层膜 , 韧性 , 摩擦学性能

TiN/Ti多层膜调制比对摩擦磨损行为影响的研究

龚海飞 , 邵天敏 , 张晨辉 , 徐军

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.04.025

考察了TiN/Ti多层膜调制比对其摩擦磨损行为的影响.采用磁过滤阴极弧沉积的方法制备了具有不同调制比的TiN/Ti多层膜,用扫描电镜和透射电镜对其层状结构及子层结构进行了观察和分析.用纳米压痕和SRV摩擦磨损试验的方法,对多层膜进行了纳米硬度和弹性模量测试以及摩擦磨损实验.结果表明,所制备的TiN/Ti多层膜层状结构清晰,与基底结合良好,调制比对多层膜的硬度和磨损特性影响较大,而对摩擦系数的影响却小明显.结合实验结果,讨论了硬度与弹性模量的比值(H/E值)对TiN/Ti多层膜耐磨性的影响.

关键词: TiN/Ti , 多层膜 , 层状结构 , 摩擦磨损

大功率CO2激光原位直接反应合成TiN/Ti复合材料的研究

汪洪海 , 郑启光 , 陶星之 , 王涛 , 辜建辉 , 何秀丽 , 王华明

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1999.01.020

使用大功率CO2激光原位直接反应合成TiN/Ti复合材料,分析了材料的微观结构、物相组成、成分及显微硬度分布.结果发现:氮化层是富钛结构的,由TiN相和α-Ti构成,TiN以枝晶形式在氮化层均匀分布.材料横截面显微硬度连续变化.氮化层的氮化程度随激光作用时间的增加而增加,辐照的激光能量密度越高,氮化层的厚度越大.激光功率密度,激光扫描速度,氮气喷射压强分别为3.35×105 W.cm-2, 300mm.min-1, 0.35MPa时,材料表面硬度值达到Hv1600,氮化层的厚度有350μm.

关键词: 直接反应CO2激光合成 , TiN/Ti , 显微硬度

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