Al_2O_3含量对Ni-W-Al_2O_3复合镀层性能的影响

采用直流电沉积技术在45#钢基体上制备Ni-W-Al2O3复合镀层,通过显微硬度计、摩擦磨损试验机、划痕仪等研究Al2O3颗粒含量对复合镀层的力学性能及摩擦磨损性能等的影响,并用SEM、XRD对复合镀层的表面断面形貌、物相结构进行分析.结果表明,Ni-W-Al2O3复合镀层为晶态结构,其耐磨性能明显优于Ni-W镀层,且随着Al2O3颗粒含量的增加,复合镀层的摩擦系数呈现出先减小后增大趋势.磨损形式主要表现为粘着磨损与磨粒磨损.复合镀层与基体之间结合牢固,结合力大小约为70-80 N.当Al2O3含量为5 g/L时,复合镀层的综合性能最优.

喷雾转换法制备纳米WC-6Co复合粉的工艺研究

以偏钨酸铵、醋酸钴、有机碳为原料,去离子水为溶剂,采用喷雾干燥-煅烧-球磨-连续还原碳化新工艺制备纳米WC-6Co复合粉。采用氮气吸附法测定粉末比表面积,XRD、SEM分别分析粉末物相和形貌,研究球磨工艺对钨钴复合氧化物粉末性能的影响以及连续还原碳化过程中粉末比表面积的变化。结果表明,在连续还原碳化前进行球磨,可有效破碎粉末;适当增大球料比或延长球磨时间,可使粉末破碎效果更好,粒度分布更均匀,当球料比为10∶1、球磨时间为240min时,粉末破碎、分散效果最佳,比表面积为11.62m2/g;球磨后的钨钴复合氧化物粉末在连续还原碳化过程中发生团聚烧结、预合金化,生成平均粒度为80nm的WC-6Co复合粉。

氮气流量对TiN薄膜组织结构及力学性能的影响

采用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积Ti N薄膜,通过扫描电子显微镜、显微硬度计、CSPM5500扫描探针显微镜、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损仪等分析测试手段,研究氮气流量对薄膜形貌、成分、结构、硬度、表面粗糙度、耐磨损等性能的影响.结果表明,随着氮气流量的增加,薄膜的显微硬度、膜厚都逐渐降低,膜基结合力逐渐增加,膜基结合力在16 m L/min时达到最大67.2 N;表面粗糙度和平均摩擦系数均在8 m L/min时最低.随着氮气流量增加,薄膜主要生长取向由(200)晶面转向(111)晶面生长;Ti N薄膜的颜色也随氮气流量增大而加深,8 m L/min和12 m L/min时为金黄色,4 m L/min和16 m L/min时颜色较差.

Al靶溅射功率对CrAlN涂层组织结构及摩擦性能的影响

为探寻Al靶功率对CrAlN涂层性能的直接影响,利用直流反应磁控溅射的方法在304不锈钢基体上沉积CrAlN涂层,并研究不同Al靶功率对CrAlN涂层组织结构与摩擦性能的影响.采用SEM、XRD、AFM、往复摩擦磨损试验机、显微硬度计、三维轮廓仪对试样的物相组成、表面形貌、摩擦磨损性能、硬度和磨痕形貌进行表征.结果表明:随着Al靶功率的增加,CrAlN涂层的晶粒尺寸呈现轻微的先增大后减小的规律,Al靶功率为180 W时的晶粒尺寸最小;随着Al靶功率的增加,显微硬度、平均沉积速率呈现先增大后减小的规律而磨痕深度、平均体积磨损率呈现出相反的变化趋势.经综合比较,Al靶功率为150 W时CrAlN涂层的综合性能较优.

直流溅射沉积CrN薄膜组织结构与摩擦性能分析（英文）

采用直流反应溅射在304不锈钢表面沉积CrN薄膜。利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),显微硬度计,磨损试验机与三维轮廓仪等表征氮气流量对CrN薄膜组织结构与摩擦性能的影响。结果表明,随着氮气流量的增加,CrN(200)晶面呈择优取向,薄膜的沉积速率随着氮气流量的增加逐渐降低。另外,薄膜的表面粗糙度随着氮气流量的增加呈先降低后增加的趋势。随着氮气流量从15 cm^3/min增加至30 cm^3/min时,薄膜的显微硬度HV先从5273 MPa增加至10422 MPa,当氮气流量再增加至35 cm^3/min时,薄膜的显微硬度却降低至9180 MPa。磨损试验表明,当氮气流量为30 cm^3/min时薄膜具有最小的摩擦系数0.93和磨损率2.02×10-15 m^3·(N·m)^(-1),显示最佳的磨损性能。

直流溅射沉积CrAlN和CrN薄膜微观结构与摩擦性能分析研究（英文）

采用直流反应溅射在304不锈钢表面沉积CrAlN和CrN薄膜。利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS),原子力显微镜(AFM)等表征Al元素的加入对CrN薄膜成分与组织结构的影响。采用摩擦磨损试验机和3 mm的Si_3N_4作为对偶球测试其在不同环境下的摩擦性能,并利用Nanomap 500LS三维轮廓仪表征磨痕轮廓。研究结果表明,CrN薄膜主要物相是CrN和Cr_2N相,CrAlN薄膜主要物相是CrAlN和Cr_2N相。CrN薄膜的(200)晶面的CrN相呈择优取向,而CrAlN薄膜的(200)晶面的CrAlN相也呈择优取向。在CrAlN沉积的过程中,部分的Cr原子被Al原子替代形成有利于细化晶粒和提高薄膜的综合性能。因此,在所有的实验环境中,CrAlN薄膜都比CrN薄膜具有更好的抗磨损性能和低的磨损率。

不同Al_2O_3分散对Ni-W复合镀层组织及磨损性能影响

为进一步提高Ni-W-Al_2O_3复合镀层的摩擦磨损性能,采用十二烷基硫酸钠和1.4丁炔二醇两种表面活性剂在不同场下分别对Al_2O_3颗粒进行不同情形化学分散,并通过直流电沉积技术在45#钢基体上成功制备了Ni-W-Al_2O_3复合镀层,运用摩擦磨损实验机、三维表面轮廓仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等研究不同Al_2O_3分散方式下所得复合镀层的表面形貌、磨损失重、磨损率与磨痕形貌,并对比其摩擦磨损性能。结果表明,用1.4丁炔二醇分散所得复合镀层表现出优良的磨损性能,耐磨性也最好;与相同情况下Al_2O_3未分散所得镀层相比,其耐磨性提高近4倍,磨损率最小为2.51×10^(-6)mm^3·(N·m)^(-1)。稳恒磁场下用1.4丁炔二醇分散所得镀层磨损率较Al_2O_3未分散所得镀层磨损率降低了24%,超声场下磨损率则相对降低了34.8%。显微组织分析得出:稳恒磁场下用1.4丁炔二醇分散Al_2O_3所得复合镀层表面形貌均匀致密,针孔、缺陷明显减少,超声场下镀层表面形貌致密度加大,针孔、缺陷消失,但晶粒长大较明显。