Co/Cr/Pd多层膜的磁性及其准确性

研究了测量程序对不同Cr层厚度的Co/Cr/Pd多层膜磁性的影响 ,分析了反磁化机理在不同测量程序中对磁性准确性的影响。

调制周期对磁控溅射Cr/类石墨碳多层膜腐蚀-磨损性能的影响

海洋环境用关键运动部件在使用时承受腐蚀与磨损的交互作用,在其表面涂覆耐腐蚀-磨损防护涂层是提高其服役寿命的有效手段之一。本工作采用直流磁控溅射沉积技术在15-5PH不锈钢试样上制备调制周期为940 nm、375 nm和234 nm的Cr/GLC多层膜(分别标记为S1、S2和S3),并通过微观形貌分析、电化学试验、腐蚀-磨损试验分析了调制周期对Cr/GLC多层膜的结构、电化学性能及耐腐蚀-磨损性能的影响。研究结果表明:随着调制周期的缩短,薄膜柱状生长趋势逐渐减弱,膜层更加致密,同时sp^(2)键相对含量逐渐增大,石墨化程度加剧,力学性能更优。在人工海水介质中,随着调制周期的缩短,薄膜层间界面增多,抑制了裂纹的扩展和腐蚀通道的形成,阻碍了腐蚀介质的渗透,多层膜S3的耐腐蚀性能最优。在腐蚀-磨损过程中,由于载荷和腐蚀介质的共同作用,具有致密结构、适宜调制周期的S2薄膜的磨损率仅为2.50×10^(-16)m^(3)/(N·m),表现出最优的耐腐蚀-磨损性能。因此,设计合适的调制周期是提高Cr/GLC多层膜耐腐蚀-磨损性能的关键。

Cr掺杂及Cr过渡层对类金刚石薄膜附着力的影响

采用线性离子束复合磁控溅射的混合PVD技术制备了含Cr过渡层以及Cr掺杂的DLC薄膜,并测量了其厚度、残余应力、结合力、摩擦因数等性能。划痕测试的结果表明,增加过渡层后薄膜的结合状况得到了明显改善,其残余应力也有所下降,Cr掺杂的DLC薄膜残余压应力最低可达0.23GPa。有关结果为强膜基结合力、低应力、大面积的类金刚石薄膜可控制备提供了新的技术思路。

Al_2O_3和Cr过渡层对Ag膜光学性质及其附着力的影响

研究了在玻璃基底上镀制Al_2O_3和Cr过渡层对Ag膜反射率及附着力的影响．分光光度计测试了Ag膜的反射率,结果表明,与Cr过渡层相比,Al_2O_3过渡层对Ag膜反射率的降低相对较小;而且,随着Al_2O_3厚度的增加,Ag膜的反射率先增大后减小．XRD与AES测试表明,引入Al_2O_3或Cr可明显细化Ag晶粒,减弱Ag膜(111)织构;Al_2O_3作过渡层时,Al原子向Ag层中扩散显著;而Cr作过渡层时,只有少量Cr原子扩散进入Ag层．因此,Al_2O_3作过渡层能显著增强薄膜与玻璃基体之间的附着力．

Cr过渡层沉积粘附型CVD金刚石膜的机理研究

研究了电沉积层作为过渡层沉积CVD金刚石膜的工艺 ,在硬质合金的Cr电沉积层上用热丝法沉积出CVD金刚石膜。利用SEM分析了电沉积层的形貌 ,利用EPMA分析了H等离子处理后电沉积层的断面 ,利用SEM和Ra man分析了金刚石膜的表面形貌、成分 ,利用XRD分析了过渡层和CVD金刚石膜的结合面 ,利用压痕法研究了金刚石薄膜与基体的结合力。结果表明 ,H等离子处理使得硬质合金与Cr镀层成为冶金结合 ,提高了电沉积层的结合强度 ;在Cr过渡层与金刚石膜之间形成的Cr3C2

Cr/Ag纳米多层薄膜膜-基结合强度及摩擦学性能研究

采用中频磁控溅射技术在AISI 440C钢表面制备了不同调制周期的Cr/Ag纳米多层薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析表征了纳米多层薄膜的微观组织结构,通过划痕试验机与真空球-盘摩擦试验机分别测试了纳米多层薄膜膜-基结合强度及真空摩擦学性能,并与纯Ag薄膜及Cr/Ag双层薄膜进行了对比.结果表明:纳米多层结构可以显著提高Ag基固体润滑薄膜膜-基结合强度,Cr/Ag纳米多层薄膜在较高转速及载荷条件下表现出明显优于纯Ag及Cr/Ag双层薄膜的摩擦学性能.Cr薄膜层与钢基体表面良好结合以及纳米多层薄膜内良好的层间结合性能是纳米多层薄膜膜-基结合强度提高的主要原因.

2024铝合金表面镀CrNx多层膜的研究

在2024铝合金上采用了二次浸锌的预处理方法,化学镀镍,电镀铜作为过渡层的特殊工艺,再利用磁过滤脉冲偏压电弧离子镀技术制备了Zn/Ni/Cu/Cr/CrNx多层梯度膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和腐蚀测量仪等测试手段分析薄膜的成分、结构、表面形貌、显微硬度和耐腐蚀性等特性。结果表明:多层梯度膜提高了铝合金上CrNx涂层的结合力,能够有效地解决铝合金上镀硬质膜的热适配和晶格错配度大的难题,形成了良好力学梯度过渡的表面改性技术;Cr/CrNx膜使铝合金表面具有高的硬度和良好的耐蚀性,对轻合金表面涂覆超厚硬质膜具有一定的研究意义。

活塞环表面Cr／CrN纳米多层膜的微观结构与摩擦学性能

为改善发动机活塞环的摩擦学性能,提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了Cr/CrN纳米多层膜.采用x-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、俄歇能谱仪(AES)、纳米硬度仪和CETR摩擦磨损试验机,系统分析了不同调制周期Cr/CrN纳米多层膜的微观结构、成分分布、纳米硬度和抗滑动磨损性能.结果表明:Cr/CrN多层膜由CrN、Cr2N和Cr相组成,在CrN(200)方向上出现择优取向.随调制周期的减小,多层膜的硬度和残余应力增大,当调制周期为80 nm时,多层膜的硬度值最高达到21.5 GPa;当调制周期为120 nm时,H3/E2值达到最高,此时划痕临界载荷值最高.根据摩擦磨损试验结果可知,与电镀Cr和CrN涂层相比,Cr/CrN多层膜具有相对较好的抗滑动磨损性能,其磨损机制主要以磨粒磨损为主,有可能替代原活塞环Cr电镀层.

DLC多层膜对1Cr18Ni9Ti钢微动磨损性能的影响

用非平衡磁控溅射与等离子体源离子注入 (PSII)的混合技术 ,研究了类金刚石碳 (DLC)多层膜对 1Cr18Ni9Ti钢微动磨损性能的影响。结果表明 :注入N后 ,改性层内形成了CrN和Fe3N等氮化物相 ;PSII技术能够提高 1Cr18Ni9Ti钢基体的微动磨损性能 ;

脉冲N离子束轰击对TiAlN膜层和W18Cr4V高速钢结合力的影响

用电弧离子镀在刀具表面制备TiAlN膜层有利于提高其硬度和耐磨性能,但却降低了膜基结合力,影响其使用寿命。采用UVN 0.5D2I脉冲离子束辅助电弧离子镀沉积设备,在W18Cr4V高速钢基材上沉积TiAlN膜层。研究了基材N离子束轰击及在膜层沉积过程中N离子束辅助轰击对TiAlN膜层结合力的影响。结果表明:膜层沉积之前,N离子轰击与基材原子发生了相互作用,造成了原子级洁净的表面,形成了大量的高密度形核点,且形成了含有N元素的改性层;在膜层沉积初期,脉冲N离子束轰击形成了由W,Cr,V,Fe,N,Ti,Al元素组成的具有一定厚度的"扩散层",其与"改性层"的共同作用是膜基结合力提高的主要原因,膜基结合力最高为80 N。

DLC多层膜对9Cr18微动磨损性能的影响

采用等离子体源离子注入 (PSII)技术在 9Cr1 8不锈钢基体上制备类金刚石碳膜 (DLC)多层膜 ,比较了该多层膜与 N注入层对基体微动磨损性能的影响 .结果表明 ,注入 N后 ,改性层内形成了 Cr N、Cr2 N和 Fe3 N等氮化物相 ;PSII技术能够提高 9Cr1 8不锈钢的抗微动磨损性能 ,实验所制备的 DLC多层膜比 N注入层具有更好的抗微动磨损性 .这与最外层

Co/Pd纳米多层膜的制备及其磁性能

以单晶Si（111）为基底，采用双槽法电结晶制备了Co／Pd纳米多层膜，使用电化学石英晶体微天平（EQCM）精确测定沉积过程中Co和Pd膜的质量随沉积时间的变化．通过电位阶跃法探讨了沉积层晶体成核机理，得到Co和Pd电结晶初期均为三维瞬时成核过程．X射线衍射（XRD）研究表明，Co和Pd的结晶与生长显示择优取向，出现了111c—Pd的合金峰．并用物性测量系统（PPMS）测试了Co／Pd多层膜的磁性能，所得磁滞回线表明：矫顽力随着多层膜磁性层厚度的减小而增大，可达到9.0×10^4A／m．

TiN膜层提高2Cr13不锈钢叶片的抗冲刷腐蚀性能

采用多弧离子镀技术在2Cr13不锈钢基体上沉积TiN硬质膜层。通过对多弧离子镀TiN试样的磨损、腐蚀及冲刷腐蚀试验,探讨了TiN膜层对2Cr13不锈钢基体冲刷腐蚀性能的影响,以及腐蚀、磨损和冲刷腐蚀三者之间的作用关系和机理。结果表明,TiN膜层的表面硬度是基体表面硬度的6.7倍,提高了表面的耐磨损性能;TiN膜层的点蚀电位远高于基体,抗点蚀能力强,耐腐蚀性能明显提高。因此,TiN膜层能显著减弱腐蚀与磨损之间的相互作用,从而提高基体的抗冲刷腐蚀性能。

Cr/Cr_2O_3多层膜的研究

用真空蒸镀及自然氧化方法在玻璃基底上制备纳米量级的4、5、6、7对层的C r/C r2O3多层膜。采用称重法测定薄膜的厚度;在常温和低温下使用三点法测定多层膜的电特性;用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面和截面的形貌及成分;用X射线衍射仪检测相结构。结果表明:制备的是纳米量级非晶态的C r/C r2O3多层膜,在常温和低温(77K)下均具有类似负阻的特性。

Pd/W/Si(111)多层膜形成硅化物的研究

本文对 Pd/W/Si(111)多层膜系统在稳定退火条件下形成硅化物作了研究.实验结果表明,富Pd组分的多层膜对WSi_x的晶化有明显的诱导作用.多层膜中单层膜厚的增加减弱了诱导晶化作用.利用多层膜可模拟共淀积多元膜,实现硅化物的浅接触.

调制比对Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜结构及性能的影响

目的探究Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜的最佳调制比。方法利用电弧离子镀技术,在TC4钛合金上制备了不同调制比的Cr/CrN/Cr/CrAlN多层膜。利用扫描电子显微镜观察膜层表面和截面形貌;用Image-Pro分析软件对表面的大颗粒进行定量分析;利用X射线衍射法表征膜层的晶体结构;采用维氏硬度计测量膜层的显微硬度;采用划痕试验仪测量膜层与基体之间的结合力(临界载荷);通过基片弯曲法测量并计算得到膜层的残余应力;利用根据ASTM G76-05标准特制的AS600-喷砂试验机进行了抗冲蚀性能测试;采用三维表面轮廓仪测量冲蚀坑深度。结果膜层表面质量和生长取向与L_(Cr/CrN):L_(Cr/CrAlN)调制比密切相关,随着Cr/CrN比例的增加,膜层表面质量越来越好,择优取向由(111)晶面转为(200)晶面。多层膜的硬度随Cr/CrN比例的增加,呈下降趋势,结合力、残余应力和韧性则随之呈先升后降的趋势,并在L_(Cr/CrN)∶LCr/Cr Al N为1∶2时,达到最佳。多层膜的抗砂粒冲蚀性能变化与力学性能变化一致,在L_(Cr/CrN)∶L_(Cr/CrAlN)为1∶2时达到最佳,其抗冲蚀能力是TC4基材的3倍以上,多层膜呈典型的脆性断裂失效形式。结论在调制比L_(Cr/CrN)∶L_(Cr/CrAlN)=1∶2时,膜层获得最佳的抗冲蚀性能。

化学气相沉积Cr/DLC薄膜对Mg-Gd-Y合金耐蚀性能的改善

Mg-Gd-Y合金作为一种优秀工程材料在石油天然气勘探开发中具有广泛应用。为了改善其在井下工作服役时的耐蚀性能,研究了以Cr为过渡层的类金刚石薄膜(DLC)对Mg-Gd-Y合金耐蚀性能的影响。采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了以Cr元素为过渡层的类金刚石薄膜,采用拉曼光谱分析DLC膜层的碳结构类型,采用3.5%(质量分数)NaCl盐雾腐蚀试验、电化学极化测试及接触角测试评价了试样的耐蚀性能,采用SEM分析了试样腐蚀前后的表面形貌及断面形貌。结果表明:由拉曼光谱检测数据计算得出,Cr/DLC薄膜的I_D/I_G值为0.64,说明膜层中sp~3杂化键所占比例较多,且组织致密,因此Cr/DLC薄膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀倾向和腐蚀速率降低。Cr/DLC薄膜有效提高了镁合金基体的耐蚀能力。

基于高功率脉冲磁控溅射的Cr膜层研究进展

Cr膜层因其优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能,在航空航天、武器装备和核电能源等领域得到广泛应用。由于传统电镀硬铬技术具有一定的污染,人们一直致力于寻找一种无污染的高性能Cr膜层制备方式。具备清洁特性的物理气相沉积技术,尤其是具有高离化率和高结合力特点的高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术现已成为膜层研究领域的热点。介绍HiPIMS-Cr靶的放电特性,指出在Cr膜沉积过程中获得高Cr离化率的条件;对比HiPIMS-Cr膜层与传统工艺(电镀硬铬、直流磁控沉积溅射、电弧混合溅射等)制备的Cr膜层在表面形貌、微观组织和力学性能等方面的差异,概述不同工艺组合对Cr膜层沉积速率的影响,探讨不同影响因素对HiPIMS-Cr膜层的微观组织、力学性能的影响及相关研究进展。最后对HiPIMS-Cr膜层制备及其应用研究的趋势进行展望。

调制周期对Cr/CrN多层膜结构及性能的影响

采用电弧离子镀技术在6Cr13Mo低碳马氏体不锈钢基材表面沉积不同调制周期的Cr/CrN多层膜。利用扫描电镜、显微硬度仪、划痕仪、压痕仪、摩擦磨损试验机、3D轮廓仪研究Cr/CrN多层膜的结构和性能。结果表明:调制周期的变化对Cr/CrN多层膜硬度影响较小;随着调制周期的减小,Cr/CrN多层膜致密性逐渐提高;不同调制周期下,Cr/CrN多层膜与基体结合力均在100 N以上,其中调制周期为321 nm的Cr/CrN多层膜的韧性及与基体结合性能最优;调制周期为569 nm的Cr/CrN多层膜的磨损率最低。

利用遗传算法定量分析Ni/Cr多层膜俄歇深度谱

在MRI模型框架下,将遗传算法与卷积及TV-Tikhonov正则化反卷积方法结合,对Ni/Cr多层膜样品在旋转和非旋转条件下测量的俄歇(AES)深度谱进行了定量分析,确定了膜层间的界面粗糙度,重构的原始膜层结构与高分辨透射电镜测量的结果非常好的吻合。