真空热处理对NiCrAlY薄膜表面高温氧化的影响

采用直流磁控溅射法在镍基高温合金DZ4上制备了NiCrAlY薄膜,并对NiCrAlY薄膜进行真空热处理后再进行高温氧化,以生成一层致密的Al2O3膜,研究了真空热处理对NiCrAlY薄膜表面高温氧化的影响。结果表明:经过真空热处理的NiCrAlY薄膜,高温氧化后表面生成了单一、稳定的α-Al2O3相,Al和O的粒子数分数分别约为32%和50%;而未经过真空热处理直接氧化的NiCrAlY薄膜表面含有θ-Al2O3和α-Al2O3两种物相,且分布不均匀。

NiCrAlY薄膜对Sm_2Co_(17)磁体高温抗氧化性的影响

采用直流磁控溅射方法在Sm2Co17磁体表面制备Ni Cr Al Y薄膜,分别探讨了Ni Cr Al Y薄膜防护的Sm2Co17(Ni Cr Al Y/Sm2Co17)磁体在500,600和700℃空气中的氧化行为,测试了磁体的氧化增重和磁性能,并用SEM,EDS和XRD对薄膜的微观形貌、化学成分和相组成进行表征。结果表明,Ni Cr Al Y薄膜在600℃以下可明显减缓O向Sm2Co17基体的扩散速率,提高Sm2Co17磁体的抗氧化性;当氧化温度升高到700℃,Ni Cr Al Y薄膜的防护效果有所下降。在高温氧化过程中,Ni Cr Al Y薄膜选择性氧化形成富Al2O3的致密氧化膜,可提升薄膜的高温抗氧化性能。

磁控溅射NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜结构与性能研究

目的通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜。方法采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS_2复合薄膜,研究不同MoS_(2)掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能的影响。采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜元素含量、组织结构和相结构进行分析。通过显微硬度计、洛氏硬度计、球-盘式摩擦磨损试验机、3D轮廓仪及高温氧化试验,对复合薄膜硬度、膜/基结合力、摩擦磨损性能和抗氧化性能进行分析。结果 NiCrAlY及Ni CrAlY/MoS_(2)复合薄膜以柱状晶结构生长,物相结构主要由Ni_(3)Al、Ni-Cr和MoS_(2)组成。随着MoS_(2)含量的增加,薄膜柱状晶尺寸增加,致密度下降,薄膜硬度从503HV逐渐降到336HV。复合膜具有良好的膜/基结合力,结合力达到HF1级水平。掺杂MoS_(2)可以明显提高复合薄膜的摩擦学性能,当MoS_(2)掺杂量达到48.1%~69.8%时,NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜在室温下具有良好的耐磨减摩性能,其摩擦因数降低至0.038~0.09,磨损率比NiCrAlY薄膜降低1个数量级以上,达到2.14×10^(–6) mm^(3)/(N·m)。对NiCrAlY和NiCrAlY-48.1%MoS_(2)复合薄膜进行400℃和500℃高温氧化试验,复合薄膜氧化形成NiO、Al_(2)O_(3)、MoO_(3)相,经过氧化后复合薄膜仍具有良好的耐磨性能,400℃氧化后复合薄膜磨损率降至1.41×10^(–6) mm^(3)/(N·m)。结论 MoS_(2)掺杂量对NiCrAlY/MoS_(2)复合薄膜结构和性能有重要影响,当MoS_(2)原子数分数为48.1%时,复合薄膜在常温以及高温氧化后均具有良好的耐磨减摩性能。

沉积温度对NiCrAlY/Ag复合薄膜结构及性能的影响

目的改善GH4169合金的表面性能,制备摩擦学性能优良的复合薄膜。方法采用离子源辅助直流磁控溅射技术制备NiCrAlY/Ag复合薄膜,研究沉积温度分别为60、120、180℃对薄膜结构和性能的影响。利用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)进行薄膜元素成分含量、表面形貌、截面形貌、粗糙度和相结构的检测。采用纳米压痕仪、划痕法、球-盘式摩擦磨损试验机对薄膜的硬度、结合力、摩擦磨损性能进行分析。结果NiCrAlY/Ag复合薄膜的表面致密度、晶粒尺寸以及表面粗糙度随沉积温度的升高而增大,物相组成主要为Ni3Al、Ag和Cr,薄膜的硬度在5.67~6.41GPa之间。复合薄膜的膜/基结合力随沉积温度的增加而降低,其中沉积温度为60℃时的膜基结合力最佳(33.1N),并且在此沉积温度下的复合薄膜具有最佳的室温摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.24,磨损率为3.52×10–5 mm^3/(N·m),磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损。结论沉积温度对NiCrAlY/Ag复合薄膜的结构性能影响显著,当沉积温度为60℃时,薄膜综合性能最好。