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珠三角光电产业与真空科技创新论坛暨广东省真空学会2016年学术年会

作者：许伟周克崧林松盛谭笛代明江侯惠君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

为了提高CoCrMo合金材料的耐磨性能,延长其作为生物植入体的使用寿命。本文采用了等离子渗氮和掺钨类金刚石薄膜沉积的复合处理工艺,通过SEM、XRD、维氏硬度计、划痕仪和摩擦磨损试验机表征了离子渗氮和DLC薄膜沉积对CoCrMo合金的组织... 详细信息

为了提高CoCrMo合金材料的耐磨性能,延长其作为生物植入体的使用寿命。本文采用了等离子渗氮和掺钨类金刚石薄膜沉积的复合处理工艺,通过SEM、XRD、维氏硬度计、划痕仪和摩擦磨损试验机表征了离子渗氮和DLC薄膜沉积对CoCrMo合金的组织、结构及摩擦学性能的影响。结果表明:离子渗氮后,CoCrMo合金表面生成了一层CrN,提高了基体的硬度。复合处理后的CoCrMo样品其硬度、结合力和摩擦磨损性能均优于单一沉积DLC薄膜的CoCrMo样品硬度。CoCrMo合金的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,而DLC/CoCrMo和DLC/PN CoCrMo的磨损机制以滑动磨损为主并伴随少量的磨粒磨损。CoCrMo合金经表面沉积DLC薄膜处理,其平均摩擦因数从0.5降低到了0.1,而复合处理后的CoCrMo样品的摩擦系数进一步地降低到0.075。此外,CoCrMo合金复合处理样品的磨损率为3.8×10mm/N·m,相对于单一DLC沉积的样品的1.82×10mm/N·m,其耐磨损性能提高了一个数量级。

关键词：复合处理掺钨类金刚石薄膜 CoCrMo等离子渗氮摩擦磨损

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掺杂Al类金刚石薄膜的制备及性能研究

掺杂Al类金刚石薄膜的制备及性能研究

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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议

作者：赵凤丽代明江林松盛许伟侯慧君中南大学材料科学与工程学院长沙 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州 510650 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 中南大学材料科学与工程学院长沙 410083

采用中频磁控溅射结合阳极离子源复合技术,在n(100)型单晶硅及16MnCr5基体表面沉积了一系列含Al的a-C：H薄膜.本文重点研究了甲烷流量对a-C：H(Al)薄膜性能的影响.结果表明,采用中频磁控溅射Al靶,以CH4气体为碳源,成功制备出了a-C：H(...

采用中频磁控溅射结合阳极离子源复合技术,在n(100)型单晶硅及16MnCr5基体表面沉积了一系列含Al的a-C：H薄膜.本文重点研究了甲烷流量对a-C：H(Al)薄膜性能的影响.结果表明,采用中频磁控溅射Al靶,以CH4气体为碳源,成功制备出了a-C：H(Al)薄膜;随着CH4流量的增加,薄膜的沉积速率先增加后减小;所制备的Al-DLC膜厚为1.89μm,硬度为1148.11HV,比a-C：H薄膜硬度略低,主要是因为Al元素属于中等硬度金属元素,以Al原子的形式镶嵌在碳膜中,而不以与C形成碳化物的形式存在;当CH4流量超过50sccm时,由于过量的碳沉积在Al靶表面,溅射出的Al元素非常少,使薄膜内应力较大,出现崩膜现象.

关键词：

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机器人外轴设备在热喷涂中的应用

机器人外轴设备在热喷涂中的应用

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特种粉末冶金及复合材料制备/加工第一届学术会议

作者：吴洪键刘敏邓思豪邓春明牛少鹏广东工业大学材料与能源学院广州510006 广东省新材料研究所、现代材料表面工程国家工程实验室、广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 广东省新材料研究所、现代材料表面工程国家工程实验室、广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 法国贝尔福-蒙贝利亚技术大学贝尔福法国90010

目前应用于热喷涂的机器人都具有六个协调运作的轴,能实现多种复杂工件表面的喷涂.但对于某些特殊的工件,例如圆柱回转体、球体等,由于部分轴的运动达到了极限值,机器人无法完成整个喷涂任务,因此,有必要在机器人系统中添加外轴设备以... 详细信息

目前应用于热喷涂的机器人都具有六个协调运作的轴,能实现多种复杂工件表面的喷涂.但对于某些特殊的工件,例如圆柱回转体、球体等,由于部分轴的运动达到了极限值,机器人无法完成整个喷涂任务,因此,有必要在机器人系统中添加外轴设备以扩展机器人的运动范围.本文结合ABB机器人离线编程软件RobotStudio,介绍如何在机器人系统中建立和添加外轴设备.同时讨论了机器人的移动速度V、外轴设备旋转角度θ与工件表面曲率半径R的关系,避免或减少喷涂过程中过烧和产生的热应力,并控制涂层厚度的均匀性.由于RobotStudio在热喷涂的应用中存在一些局限性,因此有必要利用二次开发的形式在RobotStudio中添加热喷涂所需要的功能,本文介绍了创建热喷涂插件(SprayPlugin)的过程,利用该插件可以快速简单的在一些较复杂的工件表面上获得热喷涂路径,这也是本文的创新点之处.

关键词：热喷涂机器人外轴设备移动速度旋转角度

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不同气体组分的PS-PVD射流光谱诊断

不同气体组分的PS-PVD射流光谱诊断

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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议

作者：王凯刘敏毛杰中南大学材料科学与工程学院长沙 410000 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

采用发射光谱仪分析不同气体组分的PS-PVD射流,通过Abel转换得出射流径向各点处的光谱强度,比较和分析射流中不同气体的成分分布。采用多谱线斜率法研究不同气体组分的射流在径向距离上电子温度的变化,通过Hβ谱线的stark展宽研究各气...

采用发射光谱仪分析不同气体组分的PS-PVD射流,通过Abel转换得出射流径向各点处的光谱强度,比较和分析射流中不同气体的成分分布。采用多谱线斜率法研究不同气体组分的射流在径向距离上电子温度的变化,通过Hβ谱线的stark展宽研究各气体组分在径向上的电子密度分布。结果表明：在总气体流量不变的条件下,加入的H2和He气使得Ar的谱线强度降低;加入He后,Ar在焰流中心处浓度降低并在一定范围内随着径向距离的增加而增加,He往中心区域聚集;Ar/H2气体中,H2主要分布在焰流中心及中心靠外的区域,并在中心靠外的区域含量较高;不同气体组分的电子温度都随着径向距离的增加而降低,而Ar/He/H2表现为先降后升;Ar/H2和Ar/He/H2两种气体的电子密度与径向距离成反比,同时受到H2和He含量分布的影响。

关键词：

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电弧离子镀沉积工艺参数对CrN薄膜性能的影响

电弧离子镀沉积工艺参数对CrN薄膜性能的影响

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珠三角光电产业与真空科技创新论坛暨广东省真空学会2016年学术年会

作者：黄儒明代明江林松盛侯惠君刘洪喜昆明理工大学材料科学与工程学院广东省新材料研究所现代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

与TiN相比,CrN膜具有低的内应力、更好的韧性、耐磨性和抗腐蚀性能等优点,在一些应用领域如汽车、船舶等,CrN薄膜具有更强的应用性能,是继TiN薄膜之后的研究热点之一。本试验采用电弧离子镀技术在6Crl3Mo低碳马氏体不锈钢基体表面沉积Cr... 详细信息

与TiN相比,CrN膜具有低的内应力、更好的韧性、耐磨性和抗腐蚀性能等优点,在一些应用领域如汽车、船舶等,CrN薄膜具有更强的应用性能,是继TiN薄膜之后的研究热点之一。本试验采用电弧离子镀技术在6Crl3Mo低碳马氏体不锈钢基体表面沉积CrN薄膜,以气压、弧电流和偏压为因素利用正交试验优化CrN薄膜制备工艺,并讨论制备工艺对薄膜性能的影响。借助SEM分析薄膜表面和截面形貌;使用3D轮廓仪测量薄膜厚度;利用MH-5D硬度计测量薄膜的维氏硬度;通过划痕方法检测膜层与基体的结合强度;通过采用磨损试验机和3D轮廓仪测得膜层磨损率;以硬度、磨损率、结合强度、膜层厚度为目标函数,利用极差分析法分析各个因素对目标函数的影响规律,得到CrN薄膜的最佳制备工艺。结果表明:靶电流对薄膜厚度及结合力影响最大,负偏压对薄膜硬度影响最大,所制备的CrN膜层的磨损率约为2～5×10mm/N·m,当气压1.4 Pa、靶电流100 A、偏压-100 V时,制备的CrN薄膜综合性能最佳。

关键词： CrN 电弧离子镀工艺参数正交试验结合力磨损率

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45#钢表面离子辅助热蒸发镀铝膜的制备及性能

45#钢表面离子辅助热蒸发镀铝膜的制备及性能

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珠三角光电产业与真空科技创新论坛暨广东省真空学会2016年学术年会

作者：廖富达侯惠君石倩裴和中昆明理工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

铝具有电位低、附着性好、耐腐蚀性强,可作为阳极耐蚀膜层,被广泛运用于航空、海洋等领域。与传统的防护镉膜层相比,铝膜层具有经济实惠、资源储丰富,对基体性能影响小,制备技术多样的优点。物理气相沉积（PVD）是现在被认可的绿色、环... 详细信息

铝具有电位低、附着性好、耐腐蚀性强,可作为阳极耐蚀膜层,被广泛运用于航空、海洋等领域。与传统的防护镉膜层相比,铝膜层具有经济实惠、资源储丰富,对基体性能影响小,制备技术多样的优点。物理气相沉积（PVD）是现在被认可的绿色、环保、无污染的膜层制备技术,它具有沉积温度低、可调控性高等优点,如磁控溅射结合力好、晶粒细小,膜层致密,但沉积速率低;蒸镀沉积速率快,但膜层致密性不够,膜层结合力不太理想。因此本研究结合了磁控溅射与蒸镀的优点来制备铝膜层,使膜层具有高的沉积速率和高的致密性,进而有好的耐腐蚀性。本研究采用离子辅助热蒸发复合磁控溅射真空镀膜设备,该设备中注入了离子辅助技术,使蒸发出来的Al原子被注入的等离子体离化,变为具有高能量的Al离子,然后沉积到基体表面,使膜层致密。首先在45#钢表面镀覆磁控溅射铝膜层,再使用离子辅助热蒸发镀覆蒸镀铝膜层,并进行喷丸+化学转化后处理。采用中性盐雾机、电化学工作站、扫描电镜、能谱仪对镀铝试样的膜层结构和性能进行研究。结果表明:45#钢上铝膜厚度约为12μm,膜层晶粒均匀,大小为lμm;用划格法测得膜基结合力好,膜/层基体界面紧密:膜/基之间存在3μm厚的铁铝化合物扩散层,扩散层的存在能显著提高铝膜层的结合力和耐腐蚀性能:测量镀铝试样极化曲线,其自腐蚀电流比基体低两个数量级,达到1.46×10（A/cm）;经盐雾试验1800 h,铝膜部分剥落,对腐蚀部位能谱仪分析,没有检测到Fe元素,说明腐蚀还没到基体。经过后处理（喷丸+化学转化）的镀铝试样,膜层表层形貌发生改变,表面致密度提高,并生成一层耐腐蚀转化膜,耐蚀性能得到进一步提高,测得其自腐蚀电流比基体低三个数量级,为2.3×10（A/cm）;经盐雾试验1800 h后,膜层表面较完整,对表面进行能谱分析,只检测到Al和少量的O元素,说明铝膜层腐蚀程度很轻,还具有很好的耐腐蚀性。

关键词：复合纯铝膜离子辅助热蒸发后处理耐腐蚀

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医用钴铬合金选区激光熔化微观组织与性能研究

医用钴铬合金选区激光熔化微观组织与性能研究

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特种粉末冶金及复合材料制备/加工第一届学术会议

作者：李敬刘敏马文有曾德长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东省现代表面工程技术重点实验室广州510651 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510651 华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

采用选区激光熔化技术研究医用钴铬合金成形性能以及热处理后的组织性能变化.设计了1150℃1h固溶+800℃2h时效后炉冷(A)、水冷(B)两组热处理工艺.测定了原始试样表面、截面粗糙度以及原始和A、B三组试样表面、截面的硬度,并观察微观组织... 详细信息

采用选区激光熔化技术研究医用钴铬合金成形性能以及热处理后的组织性能变化.设计了1150℃1h固溶+800℃2h时效后炉冷(A)、水冷(B)两组热处理工艺.测定了原始试样表面、截面粗糙度以及原始和A、B三组试样表面、截面的硬度,并观察微观组织.分别进行了拉伸试验并对断口进行分析.结果表明,表面、截面粗糙度分别为1.2m、9.59m.热处理表面、截面硬度最高达到44HRC、37HRC.热处理后组织由连续的胞状结构变为均匀分布的树突结构.原始、A、B组试样拉伸强度分别为1032MPa、1285MPa、***技术成形可以获得较好的表面,热处理对综合力学性能有所提升,有利于临床应用.

关键词：钴铬合金热处理激光熔化微观组织成形性能

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超音速火焰喷涂铁基非晶涂层的微观结构及性能

超音速火焰喷涂铁基非晶涂层的微观结构及性能

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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议

作者：蔡宏杰刘敏张吉阜曾德长宋进兵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东省现代表面工程技术重点实验室广州 510651 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 510651 华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

为增强海洋工程装备中关键部件的耐磨与抗腐蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在不锈钢基体表面喷涂Fe基非晶涂层,借助SEM、XRD、电化学测试等分析仪器,对Fe基非晶涂层的微观组织形貌、相结构及性能进行了分析,并研究喷涂中煤油流量...

为增强海洋工程装备中关键部件的耐磨与抗腐蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在不锈钢基体表面喷涂Fe基非晶涂层,借助SEM、XRD、电化学测试等分析仪器,对Fe基非晶涂层的微观组织形貌、相结构及性能进行了分析,并研究喷涂中煤油流量、氧气流量、喷距等典型工艺参数对非晶涂层显微结构和性能的影响.研究结果表明,超音速火焰喷涂制备的铁基非晶涂层组织结构均匀致密,呈完全非晶态结构.喷涂工艺参数对涂层显微硬度具有重要影响,在优化工艺参数下获得的最佳显微硬度值约为912.1HV0.3,不锈钢喷涂非晶涂层后耐磨性能得到明显提高.

关键词：

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离子源辅助磁控溅射MoS2-Zr复合薄膜的制备及其性能研究

离子源辅助磁控溅射MoS2-Zr复合薄膜的制备及其性能研究

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珠三角光电产业与真空科技创新论坛暨广东省真空学会2016年学术年会

作者：欧文敏代明江韦春贝侯惠君林松盛石倩华南理工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

MoS薄膜在真空中具有较低的摩擦系数,适用于高低温、高真空、强辐射等特殊工况且对环境无污染,被誉为"固体润滑之王"。但其在潮湿的大气环境中容易与水和氧气发生反应,形成硬质MoO颗粒和腐蚀性的HSO从而导致摩擦系数增大。本... 详细信息

MoS薄膜在真空中具有较低的摩擦系数,适用于高低温、高真空、强辐射等特殊工况且对环境无污染,被誉为"固体润滑之王"。但其在潮湿的大气环境中容易与水和氧气发生反应,形成硬质MoO颗粒和腐蚀性的HSO从而导致摩擦系数增大。本文采用离子源辅助磁控溅射技术在GCr15基体上沉积不同Zr含量的MoS-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌:EDS检测薄膜的成分;显微维氏硬度计测试薄膜的硬度:Rockwell-C硬度计测试薄膜的结合力;球-盘式旋转摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:MoS-Zr复合薄膜的致密程度和硬度随着Zr含量的增加而增大,其硬度值在HV300～500范围,约为纯MoS的5～8倍。复合薄膜与基体的结合力先随着Zr含量的增加而增强,但当Zr含量过高时,结合力下降。含Zr量为15at.%的MoSa-Zr复合薄膜具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.09,磨损率为9.33×10mm.N.m,耐磨寿命达5.25×10～5r。Zr的掺杂,改善了纯MoS薄膜的疏松结构,提高了MoS薄膜的硬度和结合力,适量的Zr掺杂可以获得较低的摩擦系数和较长的耐磨寿命。

关键词： MoS2-Zr复合薄膜磁控溅射硬度结合力摩擦系数磨损寿命

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AZO透明导电薄膜光电性能的研究进展

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材料导报（纳米与新材料专辑） 2016年第1期30卷 228-234页

作者：张程代明江石倩代建清昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650000 广州有色金属研究院新材料研究所广州510651 广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651 现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510651

掺铝氧化锌(AZO)薄膜其原料来源广、经济无毒,且具有优越的光电性能,可以与传统铟锡氧化物(ITO)薄膜相媲美,是优良的透明导电材料。目前,关于各制备工艺参数对AZO薄膜的影响规律及其影响机理仍是研究热点。综述了透明导电AZO薄膜光学与... 详细信息

掺铝氧化锌(AZO)薄膜其原料来源广、经济无毒,且具有优越的光电性能,可以与传统铟锡氧化物(ITO)薄膜相媲美,是优良的透明导电材料。目前,关于各制备工艺参数对AZO薄膜的影响规律及其影响机理仍是研究热点。综述了透明导电AZO薄膜光学与电学性能的研究进展,讨论了各制备工艺条件对薄膜性能的影响,分析了AZO/metal/AZO多层膜的研究现状,并对AZO薄膜的研究方向给予了展望。

关键词： AZO薄膜磁控溅射光电性能 AZO/metal/AZO多层膜

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