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基于新型TiBCN单相金属陶瓷粉末制备纳米薄膜特性的研究 被引量:1
1
作者 付秀华 潘永刚 +3 位作者 董军 胡建东 刘冬梅 张静 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期296-300,共5页
TiBCN单相陶瓷粉末是一种刚问世的新型材料,该材料具有Na Cl型面心立方(Fcc)结构,兼有陶瓷和金属特性。在真空状态下,当温度为1200℃时,利用热蒸发TiBCN粉末,在三氧化二铝(Al_2O_3)陶瓷衬底上获得了TiBCN薄膜。采用X射线衍射仪、场发射... TiBCN单相陶瓷粉末是一种刚问世的新型材料,该材料具有Na Cl型面心立方(Fcc)结构,兼有陶瓷和金属特性。在真空状态下,当温度为1200℃时,利用热蒸发TiBCN粉末,在三氧化二铝(Al_2O_3)陶瓷衬底上获得了TiBCN薄膜。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及能谱分析仪研究了TiBCN薄膜的组织和微观结构,并用硬度计测试了薄膜的硬度。结果显示,利用热蒸发获得了TiBCN薄膜具有面心立方晶格结构,同时含有少量六方氮化硼(h-BN)相。所制备TiBCN薄膜结晶均匀,晶粒大小约为400 nm,硬度为20.55 GPa。 展开更多
关键词 薄膜 tibcn 热蒸发 陶瓷粉末 微观结构
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TiBCN陶瓷线切割加工表面质量及蚀除机理 被引量:1
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作者 赵健闯 胡建东 +1 位作者 孟繁有 王耀民 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期21-25,共5页
采用硼化法制备的TiBCN导电陶瓷粉末成功热压烧结为块体材料。设置不同电火花线切割加工工艺参数,切割TiBCN块材。通过加工表面质量分析及SEM微观形貌观察,研究了线切割加工表面质量的影响因素及材料蚀除机制。研究结果表明:线切割加工... 采用硼化法制备的TiBCN导电陶瓷粉末成功热压烧结为块体材料。设置不同电火花线切割加工工艺参数,切割TiBCN块材。通过加工表面质量分析及SEM微观形貌观察,研究了线切割加工表面质量的影响因素及材料蚀除机制。研究结果表明:线切割加工TiBCN陶瓷材料,可以获得质量良好的加工表面,最小表面粗糙度Ra为0.4μm;脉冲电流Ip和脉间ti是影响加工表面质量的主要影响因素;虽然设置长脉宽te有利于提高蚀除效率,但脉间过小,易形成表面裂纹。TiBCN块材线切割加工最佳参数设置范围为:Ip=2~6,te=20~22μs,ti=65~75μs。线切割加工TiBCN陶瓷材料,有三种蚀除机理:剥离、熔融/再凝固、气化蒸发。 展开更多
关键词 tibcn 电火花线切割 表面质量 微观形貌 蚀除机理
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Ti6Al4V表面激光熔覆Ti/TiBCN复合涂层研究 被引量:6
3
作者 苏科强 李玉新 +5 位作者 张鹏飞 吴利芸 张宏建 尉利强 李昕宸 郑博方 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期142-148,共7页
目的提高Ti6Al4V表面硬度、耐腐蚀性和耐磨性。方法采用激光熔覆技术在Ti6Al4V表面制备Ti/Ti BCN复合涂层,研究不同激光比能对涂层组织与性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、电化学工作站和往复... 目的提高Ti6Al4V表面硬度、耐腐蚀性和耐磨性。方法采用激光熔覆技术在Ti6Al4V表面制备Ti/Ti BCN复合涂层,研究不同激光比能对涂层组织与性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、电化学工作站和往复摩擦磨损试验机研究了涂层的相组成、显微组织、显微硬度、耐腐蚀性和耐磨性。结果当激光比能为13.3kJ/cm2、Ti BCN含量为70%时,Ti/Ti BCN复合涂层质量最好。涂层上部由胞状晶、花瓣状结构、须状结构和等轴α相组成,涂层中部主要由粗大Ti BCN枝晶组成,涂层下部由针状结构和类球形Ti BCN颗粒组成。与Ti6Al4V基体相比,涂层硬度达1050HV0.2,约为基体显微硬度(340HV0.2)的3.0倍。基体自腐蚀电位为-1.388 V,自腐蚀电流密度为-6.33 A/cm2;涂层自腐蚀电位为-1.173 V,自腐蚀电流密度为-6.22 A/cm2。摩擦磨损实验中,涂层出现轻微的剥落、磨粒磨损式的浅短磨痕和颗粒碎屑,基体表面出现较多犁沟式磨损。涂层的平均摩擦因数为0.174,约是基体(0.323)的1/2;涂层的磨损量为1.152 mg,约是基体(6.723 mg)的1/6。结论当激光比能为13.3 kJ/cm2时,涂层的组织均匀致密,硬度显著提高,耐腐蚀性和耐磨性优于基体。 展开更多
关键词 激光熔覆 激光比能 TI6AL4V Ti/tibcn涂层 微观组织 显微硬度 耐腐蚀性 耐磨性
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Ti6-Al4-V表面激光熔覆TiBCN粉末的研究 被引量:2
4
作者 徐庆坤 胡建东 张文丛 《现代技术陶瓷》 CAS 2018年第2期106-114,共9页
把TiBCN陶瓷粉末和Mn粉末混合(其中TiCB含量分别是100 wt%、95 wt%、90wt%、80 wt%和60 wt%)作为熔覆材料,用5 k W CO_2激光对Ti6-Al4-V(TC4)合金进行激光熔覆处理。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)分析熔覆层中... 把TiBCN陶瓷粉末和Mn粉末混合(其中TiCB含量分别是100 wt%、95 wt%、90wt%、80 wt%和60 wt%)作为熔覆材料,用5 k W CO_2激光对Ti6-Al4-V(TC4)合金进行激光熔覆处理。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)分析熔覆层中TiBCN颗粒的形貌和反应产物。观察发现,激光熔覆层没有形成裂纹,TiBCN颗粒发生部分熔化,并和金属发生反应生成TiN_(0.2)、Al_3Ti、TiAl和MnB等新相。TiBCN颗粒之间连接紧密,自动组装成枝晶状组织,与基体呈冶金结合状态。TiBCN颗粒和基体发生传质,基体中的Al元素扩散到TiBCN,形成多元Ti(Al)BCN固溶体。测试表明,熔覆层硬度明显提高达到HV1300,耐磨性比基体提高了4倍。 展开更多
关键词 tibcn粉末 激光熔覆 熔覆层 组织结构 显微硬度 耐磨性
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TiBCN高温陶瓷的XPS分析 被引量:2
5
作者 孙海珍 《现代技术陶瓷》 CAS 2017年第2期136-141,共6页
本文采用放电等离子烧结法在1700°C、1800°C及1900°C下制备了TiBCN陶瓷,并采用XPS对所制备的TiBCN材料表面组成及元素存在状态进行了详细的分析研究。实验结果表明,不同温度下,钛(Ti)、硼(B)、碳(C)、氮(N)等各元素的存... 本文采用放电等离子烧结法在1700°C、1800°C及1900°C下制备了TiBCN陶瓷,并采用XPS对所制备的TiBCN材料表面组成及元素存在状态进行了详细的分析研究。实验结果表明,不同温度下,钛(Ti)、硼(B)、碳(C)、氮(N)等各元素的存在形式显著不同。1800°C烧结的TiBCN材料主要由高熔点高硬度的TiB_2、TiN和TiBCN三种晶相构成。 展开更多
关键词 XPS tibcn 放电等离子烧结
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Low Friction-Coefficient TiBCN Nanocomposite Coatings Prepared by Cathode Arc Plasma Deposition 被引量:1
6
作者 林宝珠 王玲玲 +4 位作者 万强 闫少健 王泽松 杨兵 付德君 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第3期221-227,共7页
TiBCN nanocomposite coatings were deposited on cemented carbide and Si (100) by a cathode arc plasma system, in which TiB2 cathodes were used in mixture gases of N2 and C2H2. X-ray diffraction shows that TiB2 and Ti... TiBCN nanocomposite coatings were deposited on cemented carbide and Si (100) by a cathode arc plasma system, in which TiB2 cathodes were used in mixture gases of N2 and C2H2. X-ray diffraction shows that TiB2 and Ti2B5 peaks enhance at low flow rates of C2H2, but they shrink when the flow rate is over 200 sccm. An increase of deposition rate was obtained from different TiBCN thicknesses for the same deposition time measured by scanning electron microscopy. Atomic force microscopy shows that the surface roughnesses are -10 nm and ,-20 nm at C2H2 flow rates of 0-100 sccm and of 150-300 sccm, respectively. High resolution transmis- sion electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy show that the coatings consist of nanocrystal phases Ti2Bh, TiB2 and TiN, and amorphous phase carbon and BN. The average crystal sizes embedded in the amorphous matrices are 200 nm and 10 nm at C2H2 flow rates of 200 sccm and 300 sccm, respectively. In Raman spectra, the D- and G-bands increase with C2H2 flows at low flow rates, but weaken at high flow rates. The microhardness of the coatings decreases from 28.6 GPa to 20 GPa as the C2H2 increases from 0 sccm to 300 sccm, and the ball-on-disk measurement shows a dramatic decrease of the friction coefficient from 0.84 to 0.13. The reason for the reduced hardness and friction coefficient with the change of C2H2 flow rates is discussed. 展开更多
关键词 tibcn NANOSTRUCTURE HARDNESS Raman spectroscopy tribological properties
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放电等离子烧结TiBCN粉体材料的研究 被引量:1
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作者 杨金华 王岭 +1 位作者 孟繁有 胡建东 《现代技术陶瓷》 CAS 2015年第6期16-20,36,共6页
采用放电等离子烧结在1700℃,1800℃及1900℃制备TiBCN陶瓷,并用扫描电镜、X射线衍射仪、万能材料试验机、热重分析仪及激光导热仪等分析了材料的微观结构、组分、力学、抗氧化及热性能。结果表明,在1800℃热压时,材料的压缩强度最高,达... 采用放电等离子烧结在1700℃,1800℃及1900℃制备TiBCN陶瓷,并用扫描电镜、X射线衍射仪、万能材料试验机、热重分析仪及激光导热仪等分析了材料的微观结构、组分、力学、抗氧化及热性能。结果表明,在1800℃热压时,材料的压缩强度最高,达到951±206 MPa。烧结后样品的氧化测试表明材料具有良好的抗氧化性能,在1200℃以内该材料的质量变化率均小于2.2%。TiBCN的结构和性能与TiC、TiB_2及TiN有一定的相似性,具有重要的研究价值和潜在的应用前景。 展开更多
关键词 tibcn 放电等离子烧结 高温陶瓷 先进陶瓷
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Influence of N2 flow rate on structure and properties of TiBCN films prepared by multi-cathodic arc ion plating and studied with ion beam scattering spectroscopy
8
作者 Bin Han Ze-Song Wang +4 位作者 D. Neena Bao-Zhu Lin Bing Yang Chuan-Sheng Liu De-Jun Fu 《Nuclear Science and Techniques》 SCIE CAS CSCD 2017年第5期9-17,共9页
TiBCN films were deposited on Si(100) and cemented carbide substrates by using multi-cathodic arc ion plating in C_2H_2 and N_2atmosp^here. Their structure and mechanical properties were studied systematically under d... TiBCN films were deposited on Si(100) and cemented carbide substrates by using multi-cathodic arc ion plating in C_2H_2 and N_2atmosp^here. Their structure and mechanical properties were studied systematically under different N_2 flow rates. The results showed that the Ti BCN films were adhered well to the substrates. Rutherford backscattering sp^ectroscopy was employed to determine the relative concentration of Ti, B, C and N in the films.The chemical bonding states of the films were explored by X-ray photoelectron sp^ectroscopy, revealing the presence of bonds of Ti N, Ti(C,N), BN, pure B, sp^2C–C and sp^3C–C, which changed with the N_2 flow rate. Ti BCN films contain nanocrystals of Ti N/Ti CN and Ti B_2/Ti(B,C)embedded in an amorphous matrix consisting of amorphous BN and carbon at N_2 flow rate of up to 250 sccm. 展开更多
关键词 tibcn Nanocomposite N2 flow rate RUTHERFORD BACKSCATTERING SPECTROSCOPY (RBS) X-ray PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY
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TiBCN粉末45钢激光熔覆应用研究 被引量:1
9
作者 徐庆坤 胡建东 张文丛 《应用激光》 CSCD 北大核心 2018年第1期7-12,共6页
将TiBCN粉末用于45钢激光熔覆,为激光3D打印等增材制造探索新陶瓷添加材料,把TiBCN粉末和合金粉末混合作为熔覆材料,采用5kW CO_2激光进行激光熔覆。用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析熔覆层TiBCN颗粒形貌和组织结构。激光熔覆层... 将TiBCN粉末用于45钢激光熔覆,为激光3D打印等增材制造探索新陶瓷添加材料,把TiBCN粉末和合金粉末混合作为熔覆材料,采用5kW CO_2激光进行激光熔覆。用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析熔覆层TiBCN颗粒形貌和组织结构。激光熔覆层的TiBCN颗粒发生部分熔化,相互连接,自动组装成枝晶状组织;熔覆层底部与基体金属呈冶金结合状态;熔覆层的硬度随TiBCN含量增加而提高,含量为90%时达到1 200HV,耐磨性比基体明显提高,4 000 W激光熔覆层的硬度和耐磨性优于3 500 W。研究结果表明,TiBCN粉末是一种适合激光熔覆的新陶瓷材料,有希望用于激光3D打印等其它激光增材制造。 展开更多
关键词 tibcn粉末 激光熔覆 熔覆层 组织结构 显微硬度 耐磨性
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Evolution of Nanocrystalline TiBCN Structure with Temperature and Mechanism 被引量:1
10
作者 Paul K Chu 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期341-343,共3页
Evolution of the TiB0.71C3.32N0.79 quaternary nanocomposite structure at 600,700,800,900,and 1000℃ is investigated by high-resolution transmission electron microscopy,X-ray diffraction,X-ray photoelectron spectrometr... Evolution of the TiB0.71C3.32N0.79 quaternary nanocomposite structure at 600,700,800,900,and 1000℃ is investigated by high-resolution transmission electron microscopy,X-ray diffraction,X-ray photoelectron spectrometry,and micro-hardness indentation.The nc-Ti(C,N)nanocrystallites exhibit the(200)preferential orientation and the amorphous carbon(a-C)phase gradually transforms into the crystallite graphite phase as the temperature is increased.At 1000℃,the nc-Ti(C,N)nanocrystallites increase to a size of 13 nm but the microhardness diminishes to 18-19 GPa.The corresponding mechanism is discussed. 展开更多
关键词 NANOCOMPOSITES STRUCTURE tibcn
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