Al含量对多弧离子镀Ti_(1-x)Al_xN涂层微观结构及性能的影响

通过不同Al含量的真空感应熔炼Ti1-x-Alx合金靶,采用多弧离子镀技术制备了Ti1-xAlxN涂层。用SEM,EDS等手段研究Al元素对涂层微观形貌和涂层成分的影响。结果表明,TiAlN涂层连续、光滑、孔隙率低、组织致密。随着Al含量的增加,涂层沉积效率降低、涂层硬度增加、涂层膜/基结合力先降低后升高。靶材成分还在一定程度上影响涂层的熔滴密度以及成分偏离程度。

Al含量对非平衡磁控溅射制备Ti_(1-x)Al_xN膜性能的影响

将电弧离子镀和中频非平衡磁控溅射工艺相结合制备了Ti1-xAlxN薄膜。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损仪等分析检测仪器研究了不同Al含量Ti1-xAlxN薄膜的性能。结果表明:随Al含量增加,沉积速率变大;各种Al含量的膜层中都有Ti1-xAlxN相;当x为51at.%时薄膜有最高的显微硬度2741.8HV,此时摩擦系数达到最低值0.14;Al含量多时膜层Ti1-xAlxN表面粗糙;各种Al含量的膜层与基体的结合力大致相同,临界载荷都在16～20N左右。

离子镀Ti(1-x)Al_xN涂层的形貌及力学性能研究

采用多弧离子镀和磁过滤阴极电弧离子镀技术制备了Ti1-xAlxN涂层。研究了工艺参数对用Ti∶Al=1∶1的TiAl合金靶制备的Ti1-xAlxN涂层表观颜色的影响,以及以获得深色Ti1-xAlxN涂层为目的时工艺参数对涂层性能的影响。结果表明:不同工艺参数对Ti1-xAlxN涂层表观颜色的影响大小依次为基体偏压,真空度,沉积温度,霍尔离子源功率;离子镀Ti1-xAlxN涂层的膜基结合力较好,在脉冲偏压-150V、直流偏压-15 V附近有硬度最高,在较高真空度、较高沉积温度、较高基体负偏压下制备的Ti1-xAlxN涂层的磨擦学性能较好。

梯度Ti_(1-x)Al_xN膜层的的制备与工艺性能

采用多弧离子镀技术交互沉积工艺,使用合金靶与纯Ti靶在齿轮材料40Cr基体表面实现梯度Ti1-xAlxN膜层的制备,通过研究不同x值时梯度Ti1-xAlxN膜层的表面形貌、组织结构及膜层显微硬度、结合力等性能,探求较优的工艺参数配比。结果表明,在工艺参数相同的条件下,不同x值,梯度Ti1-xAlxN膜层厚度相差不大;显微硬度先随x值的增大而先增大后降低;结合力随x值的增大而降低,x值为0.67时梯度Ti1-xAlxN膜层综合性能最优。

Al含量对Ti_(1-X)Al_XN涂层组织结构的影响

通过不同 Al含量的 Ti- Al粉末冶金靶 ,采用多弧离子镀技术制备了 Ti1 - XAl XN涂层。用 SEM、 XRD、 GAXRD以及 XTEM等手段研究了 Al元素对涂层组织结构的影响。研究表明 ,Ti Al N涂层呈柱状多晶组织 ,(Ti,Al) N为涂层的主要组成相 ;随着 Al含量的增加 ,涂层中的 (Ti,Al) N相减少 ,且其晶格常数降低。

Ti_(1-x)Al_xN涂层的组织结构及Al元素的作用机理

通过不同Al含量的Ti Al粉末冶金靶 ,采用多弧离子镀技术制备了Ti1 xAlxN涂层 .用SEM、XRD、GAXRD以及XTEM等手段研究了涂层的组织结构及Al元素的作用 .研究表明 ,TiAlN涂层呈柱状多晶组织 ,(Ti,Al)N为涂层的主要组成相 ;随着Al含量的增加 ,涂层中的(Ti,Al)N相将减少 ,且其晶格常数将降低 .

Al对Ti_(1-x)Al_xN涂层高温氧化动力学的影响

采用不同Al含量的Ti Al热压粉末冶金烧结靶 ,通过多弧离子镀方法制备了Ti1 xAlxN涂层 .用AES等手段研究了涂层的抗高温氧化特性 ,着重研究了不同Al含量涂层的高温氧化动力学 .研究表明 ,一定量Al元素的加入提高了涂层的抗高温氧化温度 ,Ti0 .7Al0 .3 N涂层的抗高温氧化能力最好 ,其最高温度达 80 0℃以上 ;随着涂层中Al含量的不同 ,各涂层的抗高温氧化性能从优到劣依次为 :Ti0 .7Al0 .3 N >Ti0 .5Al0 .5N >Ti0 .93 Al0 .0 7N >TiN .

Al含量对Ti_(1-x)Al_xN涂层组织结构、力学性能和铣削性能的影响

目的研究不同Al含量对Ti_(1-x)Al_xN涂层的影响,以获得铣削铸铁材料性能最佳的Ti AlN涂层。方法采用阴极电弧蒸发沉积法在WC-Co硬质合金表面制备两种不同Al含量的Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针微区分析仪(EPMA)分析合金的微观组织和成分组成,通过CSM纳米硬度计和纳米划痕仪测定涂层的纳米硬度、弹性模量、抗塑性变形因子、显微硬度耗散系数MDP和划痕裂纹扩展阻力CPRs等性能指标,同时比较不同Al含量涂层刀片在铣削灰口铸铁HT250和球墨铸铁QT450时的性能和磨损机理。结果 Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层主要物相均呈NaCl型面心立方结构,以(200)方向为择优取向,且高铝涂层的XRD衍射峰向高角度偏移量大于中铝涂层,说明高铝涂层具有更高的铝固溶量。与Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层相比,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层的抗塑性变形因子较小,MDP和CPRs较大,表现出更优的塑性、韧性和膜基结合力。在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的平均寿命分别为30、60 min,相比Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层,切削性能更好。结论对于Ti AlN涂层来说,提高Al的质量分数至67%可以获得更优的塑性、韧性和膜基结合力,在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的切削性能较优。

Ti_(1-x)AI_xN涂层低压化学气相沉积(CVD)技术

随着高速干式切削工艺以及硬质材料切削需求的增加，对切削工具的需求也随之增大。这类材料包括高强度钢、铸造材料以及用于汽车以及航空工程的高强度合金材料。当切削工具高速运转时，

磁控溅射Ti_(1-x)Al_xN薄膜的微结构及性能研究

利用磁控反应溅射法制备了不同Al含量的Ti1-xAlxN薄膜。采用能谱仪、X射线衍射仪及纳米显微力学探针分析了薄膜的成分、微结构及薄膜的硬度,研究了Al含量对薄膜的微结构、硬度及高温抗氧化性能的影响。结果表明,薄膜为面心立方结构,呈(111)择优取向;薄膜的硬度及抗氧化性能均随着Al含量增加而提高。

基于多弧离子镀复合技术的膜层结构及性能研究

应用离子渗氮与多弧离子镀复合技术在40Cr基体上制备Ti1-xAlxN复合膜层,采用扫描电镜、XRD分析仪、显微硬度仪与划痕仪研究Al含量对膜层表面结构与性能的影响。结果表明:Al含量对膜层结构与性能有显著影响。Al含量越高,膜层中液滴越多,相结构趋于多相混合结构。Al含量的升高使显微硬度与结合力先上升后降低。

钛合金切削用Ti_(1-x)Al_xN涂层的制备及其切削性能研究

采用磁控溅射法制备了不同Al含量的Ti1-xAlxN涂层.经XRD,SEM,EDX和纳米压痕仪分析发现,Al含量在0.50~0.58（原子分数,下同）之间时,Ti1-xAlxN涂层为（111）择优生长的fcc结构.当Al含量增加到0.63时,涂层中有六方纤锌矿结构的Al N生成,涂层硬度降低.另外,随着Al含量的增加,涂层表面颗粒尺寸变大,涂层变疏松.钛合金切削实验表明,涂层刀具的磨损形式主要为黏结磨损和崩刃.在低速切削（65 m/min）时,Ti0.50Al0.50N涂层刀具的切削性能略好于无涂层刀具,并且都好于Ti0.42Al0.58N和Ti0.37Al0.63N涂层刀具.在高速切削（100 m/min）时,Ti0.50Al0.50N涂层刀具有最好的切削性能,其切削距离比无涂层刀具提高4倍多.这主要因为Ti0.50Al0.50N涂层表面致密、硬度高,在钛合金切削时形成的切屑瘤致密而整齐.

Ti_(1-x)Al_xN涂层LPCVD过程模拟中的热力学计算

本文通过Thermo-Calc相图热力学计算软件建立了包含亚稳Fcc-Ti1-x Alx N相的Ti-Al-N三元体系的热力学模型,并对Ti1-x Alx N涂层的LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)过程进行了计算模拟。研究了AlCl3,NH3和H2等反应气体成分变化对涂层中的Al含量的影响,理论预测结果与文献报道的实验结果吻合良好。利用计算模拟手段探究了富Al-Ti1-x Alx N涂层的沉积过程,并预测了富Al-Ti1-x Alx N涂层中的Al含量随反应气体成分以及沉积温度改变的变化情况。发现适当增加AlCl3、NH3/H2值及沉积温度均可提高涂层中的Al含量。