电弧离子镀梯度(Ti，Al)N薄膜的结构与抗氧化性能

采用电弧离子镀(AIP)技术在航空发动机压气机用1Cr11Ni2W2MoV不锈钢上沉积(Ti,Al)N梯度薄膜,并研究其微观结构和高温抗氧化性能。结果表明,薄膜均匀致密,与基体结合良好;薄膜为B1型(NaCl)单相结构,具有(220)择优取向;薄膜是内层富TiN、外层富(Ti,Al)N的梯度薄膜;梯度薄膜在700℃和800℃氧化后,表层形成富Al2O3的保护膜,在700℃较长时间内和800℃短时间内对不锈钢基体具有良好的保护作用。

电弧离子镀梯度（Ti，Al）N涂层的结构与机械性能研究

采用电弧离子镀（AIP）技术，在航空发动机压气机用1Cr11Ni2W2MoV不锈钢上沉积了TiN涂层、（Ti，Al）N涂层和梯度（Ti，Al）N涂层。运用带能谱的扫描电镜（SEM／EDAX）、电子探针（EPMA）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度仪、多功能摩擦磨损实验机等仪器和热震实验对上述涂层的结构、机械性能和基体与涂层的结合性能进行了研究。结果表明，梯度涂层的Al含量由涂层／基体界面向涂层表面逐渐增多，内层Al含量为3％（原子分数），外层Al含量为47％（原子分数）；梯度涂层具有Bl型（NaCl）单相结构和（220）择优取向；梯度涂层的硬度和耐磨与（Ti，Al）N涂层相近，且明显高于TiN涂层，结合性能优于（Ti，Al）N涂层。

多弧离子镀(Ti,Al,Zr)N多元超硬梯度膜的制备及力学性能研究

采用多弧离子镀技术并使用合金靶Ti-Al-Zr制备(Ti,Al,Zr)N多元超硬梯度膜。利用扫描电镜、X衍射仪对(Ti,Al,Zr)N膜层表面、断面形貌、成分、结构进行观察测定;系统考察了沉积工艺对(Ti,Al,Zr)N膜层质量、膜/基附着力和硬度的影响;并对膜层抗热震性进行了研究。通过与TiN,(Ti,Al)N,(Ti,Zr)N等硬质膜进行比较,发现采用Ti-Al-Zr合金靶制备的(Ti,Al,Zr)N多元梯度膜有更高的硬度和膜/基附着力,硬度可达4000 HV,实现了从硬质膜到超硬膜的转变;膜/基附着力大于200 N,同时对沉积工艺有较强的适应性。

(Ti,Al)N梯度薄膜中的残余应力分析

采用电弧离子镀膜技术在1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面沉积了Ti1-xAlxN/Ti梯度薄膜。在700℃和800℃进行了高温氧化实验。对梯度薄膜常温和高温下的残余应力分布及薄膜和基体的结合状态进行了研究。研究结果表明,由于膜层是成分分别为Ti、TiN、Ti0.75Al0.25N、Ti0.6Al0.4N和Ti0.5Al0.5N梯度层组成,实现了成分和结构的梯度变化,各单层之间以及薄膜和基体之间的热膨胀系数不匹配程度降低,晶格错配度下降,薄膜中的残余应力降低;高温下,本征应力松弛,热应力转变为拉应力,薄膜和基体仍能维持较好的结合状态。