检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2018年第10期47卷 157-164页

作者：唐相国代明江韦春贝匡同春林松盛侯惠君华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510651 广东省新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

目的改善GCr15轴承钢的表面性能,以满足其在重载恶劣工况下服役的要求。方法采用固体包埋法对GCr15轴承钢进行渗铬处理,通过添加不同的稀土氧化物La_2O_3、Y_2O_3和Ce O_2,获得三种Cr-RE渗层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD... 详细信息

目的改善GCr15轴承钢的表面性能,以满足其在重载恶劣工况下服役的要求。方法采用固体包埋法对GCr15轴承钢进行渗铬处理,通过添加不同的稀土氧化物La_2O_3、Y_2O_3和Ce O_2,获得三种Cr-RE渗层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计、Rockwell-C硬度计及球-盘式摩擦磨损试验机,对Cr-RE渗层的表面形貌、截面形貌、物相组成、渗层成分、显微硬度、结合强度和摩擦磨损性能分别进行表征。结果不同稀土元素添加都能在GCr15轴承钢表面形成一层致密、连续的稀土改性渗铬层,其厚度为10μm,其中Cr-La渗层韧性和结合强度最好,其压痕等级为HF1。Cr-RE渗层主要由Cr_7C_3、Cr_2C和(Cr,Fe)_7C_3等相组成。Cr-RE渗层能显著提高基体表面硬度,其中Cr-Y渗层表面硬度最大可达1520 HV。三种Cr-RE渗层均有提高耐磨性和减摩作用,其中Cr-La渗层具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.4714,磨损率为4.4806×10^(-7 )mm^3/(N?m),其磨损机理为粘着转移和氧化磨损。结论稀土掺杂渗铬能有效改善渗铬层的韧性和耐磨性,其中Cr-La渗层综合性能最好。

关键词： GCr15轴承钢 Cr-RE渗层稀土氧化物摩擦磨损性能固体包埋法

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脉冲偏压对电弧离子镀TiCN薄膜组织结构的影响

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表面技术 2018年第9期47卷 199-205页

作者：刘恋石倩代明江匡同春林松盛郭朝乾李洪苏一凡华南理工大学材料科学与工程学院广州510641 广东省新材料研究所广州510650 现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650

目的改善TiCN薄膜的组织结构,进一步提高其硬度与结合力。方法采用电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压的幅值,制备一系列的TiCN薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面和截面形貌,采用X射线衍射(XRD)对薄膜进行物相分析,用X射线光... 详细信息

目的改善TiCN薄膜的组织结构,进一步提高其硬度与结合力。方法采用电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压的幅值,制备一系列的TiCN薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面和截面形貌,采用X射线衍射(XRD)对薄膜进行物相分析,用X射线光电子谱(XPS)表征元素的化学状态,通过能谱仪(EDS)分析薄膜的成分。采用显微维氏硬度计测量薄膜硬度,使用3D轮廓仪测量薄膜厚度,利用多功能材料表面性能试验仪进行划痕测试。结果偏压对薄膜的硬度、结合力、组织结构和沉积速度都有影响。随着脉冲偏压的提高,TiCN薄膜晶粒逐渐细化,沉积速率、结合力有先增大后减小的趋势,TiCN薄膜的硬度保持线性提高。偏压为-200 V时,TiCN薄膜出现C_3N_4新相,此时薄膜的硬度和结合力都大幅度提高,表面形貌发生突变,液滴最多。偏压为-250 V时,TiCN薄膜综合性能最好,并且表面的液滴明显减少,此时硬度值为4017HV,结合力为51 N。结论偏压对组织结构及碳元素在薄膜中的存在形式有一定影响,适当地改变脉冲偏压可以使TiCN薄膜的显微组织更加致密,同时,形成的弥散硬化相使薄膜具备较高的硬度和膜基结合强度。

关键词： TiCN薄膜电弧离子镀脉冲偏压 C3N4 硬度结合强度

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PS-PVD等离子射流特性和YSZ粉末蒸发行为的光谱诊断

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材料研究与应用 2019年第4期13卷 287-294页

作者：张岩邓畅光毛杰邓子谦罗志伟中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650

采用PS-PVD工艺在不同送粉速率下沉积YSZ陶瓷涂层,通过光学发射光谱(OES)对不同送粉速率下的等离子射流特性进行诊断,同时分析光谱发射强度分布并计算出等离子射流平均温度及电子密度值,结合射流照片以及涂层微观结构研究不同送粉速率下... 详细信息

采用PS-PVD工艺在不同送粉速率下沉积YSZ陶瓷涂层,通过光学发射光谱(OES)对不同送粉速率下的等离子射流特性进行诊断,同时分析光谱发射强度分布并计算出等离子射流平均温度及电子密度值,结合射流照片以及涂层微观结构研究不同送粉速率下YSZ粉末在射流中的加热蒸发行为.研究结果表明:少量粉末通入后几乎全部被加热蒸发,大量处于高激发态甚至发生电离,射流温度较低但保持着较高电子密度;气相状态下涂层沉积速率很低,涂层多为单根柱状晶且宽大,直接由纳米柱状晶组成;增大粉末送粉速率,射流高温区发生宽化,粉末蒸发量提高,但射流的能量不再足以蒸发所有粉末,会存在少量未融颗粒.气相、团簇甚至熔融粒子共同作用下的混合相沉积使得沉积效率迅速增大.表面扩散较不充分,单根柱状晶尺寸变窄,在固体颗粒与阴影效应的共同作用下产生分支.

关键词： OES PS-PVD 热障涂层 YSZ粉末蒸发等离子射流特性

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基体偏压对高功率脉冲磁控溅射AlCrN涂层结构及其性能的影响

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材料研究与应用 2019年第4期13卷 257-262页

作者：唐鹏王启民林松盛代明江广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650 广东工业大学机电工程学院广东广州510006

为了获得性能更加优异的刀具涂层,采用高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)在Ar/N 2混合气氛下制备了AlCrN涂层,研究了不同基体偏压对于涂层的结构和力学性能的影响.XRD图谱表明:AlCrN涂层中存在立方CrN(200),CrN(220)和六方AlN(110)的衍射... 详细信息

为了获得性能更加优异的刀具涂层,采用高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)在Ar/N 2混合气氛下制备了AlCrN涂层,研究了不同基体偏压对于涂层的结构和力学性能的影响.XRD图谱表明:AlCrN涂层中存在立方CrN(200),CrN(220)和六方AlN(110)的衍射峰,其中CrN(220)的衍射峰在偏压大于等于-60 V时才会出现,六方AlN(110)的衍射峰在偏压大于等于-100 V时才会出现;Al元素加入会使所有CrN的衍射峰都向更低的角度偏移.随着基体偏压的升高,涂层表面的大颗粒数量和尺寸都呈现逐渐减小趋势.AlCrN涂层的硬度及弹性模量随着偏压的上升先增加后减小,在偏压为-150 V时均达最大值32.5±2.0 GPa和490±111.0 GPa.随着基体偏压增加,涂层的临界载荷先上升后减小,在偏压为-100 V时有最大值约40 N.

关键词： AlCrN涂层高功率脉冲磁控溅射基体偏压力学性能

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镁合金表面离子辅助蒸镀铝膜的耐蚀性研究

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腐蚀科学与防护技术 2018年第1期30卷 67-73页

作者：廖富达侯惠君石倩胡芳林松盛裴和中张国亮昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650

采用离子辅助热蒸镀技术在AZ91D镁合金表面沉积了厚度为100μm的单层铝膜及厚度为(25+25)和(50+50)μm的双层铝膜,并对试样表面进行喷丸+化学转化后处理,研究了铝膜的结构和耐蚀防护性能。结果表明:不同工艺的镀铝试样表面铝膜形貌相似... 详细信息

采用离子辅助热蒸镀技术在AZ91D镁合金表面沉积了厚度为100μm的单层铝膜及厚度为(25+25)和(50+50)μm的双层铝膜,并对试样表面进行喷丸+化学转化后处理,研究了铝膜的结构和耐蚀防护性能。结果表明:不同工艺的镀铝试样表面铝膜形貌相似,晶粒清晰、细小,呈柱状紧密排列,存在少许孔缝;双铝膜层中有明显的界面,界面处致密且结合紧密。经后处理,膜层表面致密性提高,并生成一层耐蚀化学转化膜。采用双层工艺铝膜能大幅度提高基体的耐腐蚀性能,100μm单层膜镀铝试样的盐雾寿命为6 h,(25+25)和(50+50)μm双层膜镀铝试样的盐雾寿命分别为72和460 h。(25+25)和(50+50)μm的镀铝试样自腐蚀电流密度分别为3.86×10-6和4.3×10-7A/cm^2,比基体降低了2~3个数量级。

关键词：镁合金离子辅助蒸镀多层铝膜后处理耐蚀性

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TiAlSiN涂层高温摩擦磨损性能

TiAlSiN涂层高温摩擦磨损性能

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第三届粤港澳大湾区真空科技创新发展论坛暨2019年广东省真空学会学术年会

作者：宋智辉代明江李洪林松盛石倩洪悦苏一凡广东工业大学材料与能源学院广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室

TiAlSiN涂层因其优异的抗氧化性与高硬度被应用于于刀具、模具等工件表面,涂层主要处于高温磨损与冷却液耦合作用,高、低温循环使用的服役环境,因此探究涂层在不同温度下的耐磨性能与磨损机理至关重要。本文采用电弧离子镀技术于M2高速... 详细信息

TiAlSiN涂层因其优异的抗氧化性与高硬度被应用于于刀具、模具等工件表面,涂层主要处于高温磨损与冷却液耦合作用,高、低温循环使用的服役环境,因此探究涂层在不同温度下的耐磨性能与磨损机理至关重要。本文采用电弧离子镀技术于M2高速钢表面沉积TiAlSiN涂层,使用摩擦磨损试验机研究涂层在常温、600℃、700℃、800℃下摩擦学性能,探究TiAlSiN涂层在高温磨损与高温氧化多重作用下表面变化。使用X射线衍射仪表征涂层磨损前后物相结构;划痕仪和硬度计测量涂层力学性能;3D表面轮廓仪测量表面轮廓与磨痕3D形貌;SEM扫描电镜观察磨痕微观形貌;EDS能谱检测磨痕各处元素分布。结果表明:TiAlSiN涂层在常温、600℃、700℃、800℃下与SiN的摩擦系数分别为0.81、0.7、0.62、0.5。磨损温度上升,TiAlSiN涂层氧化后生成的TiO、AlO等氧化物在磨损过程中起到润滑作用,涂层的摩擦系数降低,同时高温条件下TiAlSiN涂层发生软化,磨损时产生的硬质颗粒夹杂在涂层与摩擦球之间形成磨粒磨损、黏着磨损,高温氧化条件下涂层磨损率增大,出现低摩擦系数高磨损率现象。

关键词： TiAlSiN涂层结构氧化性耐摩性

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电弧离子镀的电磁参数对CrAlN涂层结构与性能的影响

电弧离子镀的电磁参数对CrAlN涂层结构与性能的影响

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第三届粤港澳大湾区真空科技创新发展论坛暨2019年广东省真空学会学术年会

作者：刘灵云林松盛王迪李风代明江石倩汪唯苏一凡广东工业大学材料与能源学院广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室

电弧离子镀由于其显着的优点,如高离子化率,高入射粒子能量,良好的衍射和低沉积温度,已广泛应用于各种工业领域。当电弧等离子体从目标表面处的燃烧阴极点喷射时,称为宏观粒子的一些中性粒子簇产生极高能量密度的阴极点。这些中性粒子... 详细信息

电弧离子镀由于其显着的优点,如高离子化率,高入射粒子能量,良好的衍射和低沉积温度,已广泛应用于各种工业领域。当电弧等离子体从目标表面处的燃烧阴极点喷射时,称为宏观粒子的一些中性粒子簇产生极高能量密度的阴极点。这些中性粒子簇与等离子体一起喷射并向下飞到沉积的薄膜层。表面引起膜表面的污染,其存在严重影响沉积膜层的质量。为了提高涂层的表面质量,采用电磁及强永磁的共同作用降低颗粒的数量和大小,然而电磁电压对磁场的作用影响很大。所以应优化出最佳电磁电压获得表面质量好、综合性能佳的涂层。利用电弧离子镀在TC11钛合金沉积CrAlN涂层,电磁电压分别为OV,15V,25V,35V和45V。通过X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、纳米压痕仪和纳米划痕仪研究了电磁电压对涂层微观结构,元素含量和力学性能的影响。利用金相显微镜、球-盘摩擦磨损试验仪和3D表面形貌仪对不同电磁电压下制备的涂层表面的颗粒数量进行定量分析和研究涂层的摩擦磨损性能和抗冲蚀性能。结果表明:添加电磁电压可以显着减少涂层中的大颗粒数量,提高涂层的表面质量和耐磨性。改变电磁电压对涂层的微观结构没有显着影响,涂层沿（111）晶面优先生长。随着电磁电压从15V增加到45V,涂层沉积速率从0.81μm/h增加到1.195μm/h;涂层上的大颗粒数量,摩擦系数和磨损率先减小后增大,磨损机制为磨粒磨损。电磁电压为25V时涂层由于具有较少大颗粒的紧凑结构而显示出最佳性能,此时大颗粒占涂层的面积比例为6.22%,摩擦系数为0.45,磨损率为2.09×10mm/N·m。

关键词：电弧离子镀大颗粒电磁电压摩擦磨损

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表面处理技术对钛合金疲劳性能影响的研究进展

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真空 2019年第6期56卷 36-42页

作者：王迪林松盛刘灵云杨洪志蒋百灵薛玉娜周克崧西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510651

针对钛合金表面硬度较低、耐磨性较差、易高温氧化等缺陷,选择适当的表面处理技术能够使其得以改善。由于钛合金对疲劳性能十分敏感,在表面处理过后,对其疲劳性能有较大影响。因而本文归纳了钛合金表面处理的多种方法,如电镀、化学镀、... 详细信息

针对钛合金表面硬度较低、耐磨性较差、易高温氧化等缺陷,选择适当的表面处理技术能够使其得以改善。由于钛合金对疲劳性能十分敏感,在表面处理过后,对其疲劳性能有较大影响。因而本文归纳了钛合金表面处理的多种方法,如电镀、化学镀、热喷涂、激光处理、阳极氧化、微弧氧化、物理气相沉积技术等。根据钛合金疲劳断裂现状及表面改性技术的特点,讨论了表面技术的应用、材料的选择和结构的设计对钛合金基体疲劳性能的影响。分析并总结了涂层在疲劳断裂过程起到的作用及影响疲劳性能的的主要原因,展望了未来钛合金表面改性方法、涂层材料及结构的研究趋势。以期为制备高强度、耐摩擦磨损和提升钛合金基体疲劳性能的表面改性涂层提供参考。

关键词：钛合金表面改性疲劳性能涂层结构

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基体负偏压对高功率脉冲磁控溅射a-C:Al薄膜性能的影响

基体负偏压对高功率脉冲磁控溅射a-C:Al薄膜性能的影响

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第三届粤港澳大湾区真空科技创新发展论坛暨2019年广东省真空学会学术年会

作者：彭雅利代明江郭朝乾林松盛石倩韦春贝李洪苏一凡中南大学材料科学与工程学院广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室

已知掺Al的类金刚石（a-C:Al）复合薄膜可改善类金刚石薄膜的综合性能,调控薄膜的内应力,增强膜基结合力。与此同时,高功率脉冲磁控溅射是一种新的溅射沉积技术,与传统磁控溅射技术相比其具有放电稳定,溅射材料离化率高,所制备的薄膜结... 详细信息

已知掺Al的类金刚石（a-C:Al）复合薄膜可改善类金刚石薄膜的综合性能,调控薄膜的内应力,增强膜基结合力。与此同时,高功率脉冲磁控溅射是一种新的溅射沉积技术,与传统磁控溅射技术相比其具有放电稳定,溅射材料离化率高,所制备的薄膜结构致密均匀,膜基结合力好等特点。本文在不同的基体偏压（0V～-400V）下通过高功率脉冲磁控溅射制备了掺A1的类金刚石（a-C:Al）薄膜。通过扫描电子显微镜,原子力显微镜,X射线光电子能谱和拉曼光谱对a-C:Al薄膜的形貌,微观结构和化学组成进行了表征。通过应力测试仪,纳米压痕,划痕测试仪,圆盘球式摩擦计和3D表面轮廓仪研究了a-C:Al膜的力学性能和摩擦学行为。结果表明,a-C:Al薄膜的沉积速率随偏压的增加呈先升后降的现象,且薄膜中Al含量的原子百分比约为5%,受基体偏压影响较小;当基体负偏压处于-200V～-300V时,薄膜的力学性能较好,其硬度为16GPa左右,磨损率大约为4×10mm·N·m;而在无偏压和偏压过高的条件下,薄膜的硬度较低,摩擦系数和磨损率偏高。

关键词： a-C Al 基体负偏压膜基结合力摩擦磨损性能

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不同粘结层材料的PS-PVD热障涂层热震性能

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材料研究与应用 2019年第1期13卷 8-14页

作者：毛杰刘飞邓子谦邓春明刘敏曾德长梁兴华广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650 华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510641 广西科技大学广西柳州545006

为探索不同粘结层材料对等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)YSZ陶瓷层的热震性能的影响,采用PS-PVD工艺在DZ40M高温合金上制备了NiCoCrAlYTa和NiCrAlY两种不同的金属粘结层及YSZ陶瓷层,用SEM及XRD等方法表征两种粘结层表面沉积的YSZ陶瓷... 详细信息

为探索不同粘结层材料对等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)YSZ陶瓷层的热震性能的影响,采用PS-PVD工艺在DZ40M高温合金上制备了NiCoCrAlYTa和NiCrAlY两种不同的金属粘结层及YSZ陶瓷层,用SEM及XRD等方法表征两种粘结层表面沉积的YSZ陶瓷层的形貌结构、显微硬度及物相,研究了两种涂层的1100℃水淬热震性能及失效模式.结果表明:PS-PVD制备的NiCoCrAlYTa和NiCrAlY两种粘结层均非常致密,陶瓷层均为典型羽毛型柱状结构;NiCoCrAlYTa-7YSZ和NiCrAlY-7YSZ两种羽柱状陶瓷层的孔隙率分别为16.1%和16.5%,显微硬度HV0.025分别为615.8和683.6;陶瓷层的形貌结构及孔隙率、硬度等基本性能,对粘结层成份差异不敏感.1100℃水淬试验结果表明,NiCrAlY-7YSZ涂层的抗热震性能优于NiCoCrAlYTa-7YSZ涂层.失效模式是涂层在频繁的低温-高温热循环中羽柱状陶瓷层内部裂纹萌生和扩展,以及表面花菜头先剥落形成点蚀坑.随着热震次数增加,更多的点蚀坑随机出现并扩大,进而相连后形成大面积剥落区.

关键词： PS-PVD 金属粘结层 YSZ陶瓷层热震性能点蚀

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