溅射技术与基体偏压对TiB_(x)涂层结构和力学性能的影响

目的改善TiB_(x)涂层的残余应力,提高其力学性能。方法采用不同的磁控溅射技术(dcMS、HiPMS、Hybrid)和基体偏压制备TiB_(x)涂层。通过电子探针显微分析仪(EPMA)测试TiB_(x)涂层的化学成分,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征涂层的表面形貌、组织结构特征、相组成和择优取向,通过sin^(2)ψ法、纳米压痕仪和洛氏压痕法分别测试TiB_(x)涂层的残余应力、纳米硬度和膜层/基体结合强度。结果溅射技术和基体偏压对TiB_(x)涂层的组织结构和力学性能都有着显著的影响。在基体旋转条件下,不同溅射技术和基体偏压制备的涂层均呈现出TiB_(2)-(001)择优取向。随基体偏压的升高,涂层的残余应力呈现出先增大、后减小的规律。偏压相同时,HiPIMS技术制备的TiB_(x)涂层具有最高的残余应力。随着基体偏压的增加,TiB_(x)涂层的纳米硬度和弹性模量不断增加,在偏压为–130 V时,Hybrid-TiB_(x)涂层具有最高的纳米硬度(40.1GPa)。偏压相同时,dcMS-TiB_(x)和Hybrid-TiB_(x)涂层表现出优异的膜层/基体结合强度(HF1-HF2级),而HiPIMS涂层表现出较差的膜层/基体结合强度(HF1-HF4级)。结论溅射技术和基体偏压对TiB_(x)涂层的微观组织结构和力学性能有着重要的影响,Hybrid模式结合了dcMS模式和HiPMS模式的优点,Hybrid-TiB_(x)涂层呈现出最优的综合力学性能(高的纳米硬度、沉积速率和膜层/基体结合强度)。

基于Fluent的高速角接触球轴承润滑脂动态分布

以脂润滑高速角接触球轴承为研究对象,建立润滑脂流动仿真模型,根据轴承实际运转工况设置模型速度、温度等边界条件,通过拟合常温至高温条件下的润滑脂黏度模型参数,建立全温域范围赫-巴黏度模型来描述润滑脂非牛顿流体特性,采用CFD软件Fluent进行仿真试验,并分析轴承在不同转速、温度和填脂量下的润滑脂分布。结果表明:在一定的填脂量下,随着转速提高润滑脂在轴承腔内分布更均匀,且在保持架转动方向的两侧分布更多,而内圈润滑脂量逐渐减少,转移到保持架和外圈;相对于常温,在高温下润滑脂流动性更高,向离心方向扩散的特征更为明显,这是内圈更易磨损的原因之一;在润滑脂填充比例为19.8%~29.7%的范围内,随着填脂量提高,润滑脂分布状态更好。

活塞环用Mo-(NiCr-Cr_3C_2)复合涂层的优化研究

采用机械混合方法配制喷涂用粉末Mo-(NiCr-Cr3C2),并利用大气等离子喷涂方法制备活塞环耐磨涂层,对涂层进行力学性能以及摩擦学性能测试。结果表明,Mo的添加有助于减小涂层的孔隙率,涂层显微硬度随Mo含量的增加而降低,添加20%(质量分数)Mo的复合涂层具有较好的摩擦磨损性能。复合涂层的磨损主要表现为黏着磨损和磨粒磨损,NiCr-Cr3C2含量高的涂层存在较多的剥落现象。涂层的耐磨性与涂层的硬度模量比(H/E)有较好的对应关系。

溅射技术对TiN涂层结构和力学性能的影响

目的沉积条件对TiN涂层的组织结构和力学性能有着至关重要的影响,而溅射技术又决定了涂层的沉积条件,探究不同溅射技术对TiN涂层的微观组织结构和性能的影响,提高TiN涂层的力学性能和高温摩擦磨损性能。方法采用不同的溅射技术(dcMS、HiPMS、Hybrid)在M2高速钢表面沉积TiN涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、sin2ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和CSM球盘式摩擦试验机分别测试了TiN涂层的组织结构特征、沉积速率、残余应力、纳米硬度、膜基结合力和高温摩擦磨损性能。结果不同溅射技术制备的TiN涂层均为柱状晶结构和TiN(111)择优取向。HiPIMS-TiN涂层具有最高的纳米硬度(29.7 GPa)和最低的膜基结合力(HF2),而Hybrid-TiN涂层呈现出最小的残余应力、高沉积速率和高膜基结合力,其膜基结合力达到HF1级,临界载荷(Lc2)达到82.5 N。不同溅射技术制备的TiN涂层的摩擦因数均随着温度的升高而降低,在500℃时,TiN涂层的摩擦因数约为0.53。TiN涂层的磨损率随着温度的升高而升高,在不同温度下,Hybrid-TiN涂层均呈现出最低的磨损率。结论溅射技术对TiN涂层的组织结构和力学性能有着重要影响,Hybrid-TiN涂层呈现出最优的综合力学性能和高温摩擦磨损性能。

等离子喷涂羟基磷灰石涂层微观组织形成的研究现状

等离子喷涂羟基磷灰石涂层是目前临床应用最广泛的生物活性涂层,本文从羟基磷灰石的热分解特征、等离子喷涂羟基磷灰石涂层过程中的组织转变和后处理涂层的组织转变等三个方面综述了等离子喷涂羟基磷灰石涂层组织形成及控制的研究进展。

原子层沉积技术及应用

简单阐述了原子层沉积技术的发展背景,然后概括了原子层沉积技术原理、技术特征和优势,并对化学吸附和顺次反应两种自限制机制进行了描述和比较。着重介绍了原子层沉积技术在工艺等方面的最新成果,以及在纳米催化剂、电池、半导体器件、光学、生物医学和航空航天领域中的相关应用。其中将原子层沉积在电池、半导体器件和生物医学方面的应用进行了分类介绍。电池方面包括锂离子电池和太阳能电池,半导体器件方面分为高k电介质、电容器、电阻随机存取存储器(RRAM)和光、电二极管。生物医学领域分别介绍了其在生物相容性、抑菌抗菌涂层和微观组分方向的研究进展。最后对原子层沉积技术进行了归纳总结,并展望了其未来的发展方向和应用前景。