CVD TiC-TiN复合涂层球/Pb基固体润滑盘摩擦学性能的研究

本文对球(包括CVD TiC-TiN复合涂层球和GCr15钢球)盘(包括纯Pb与Pb-Sn-Cu电刷镀层盘)滑动摩擦副进行了摩擦与磨损试验。结果表明,真空下的摩擦系数比大气下的低,涂层球的摩擦系数比钢球的低,Pb-Sn-Cu涂层盘的摩擦系数比Pb涂层盘的低。磨损表面的扫描电镜观测发现,在CVD涂层破裂区的后沿形成了固体润滑转移膜,这有助于降低摩擦和磨损。磨损表面的俄歇电子能谱分析表明,在油润滑及干摩擦下,盘的磨痕处仍有可起润滑作用的固体润滑膜存在。这种膜含有Fe元素,表明它是摩擦表面作用后产生的。

CVD TiC-TiN多层涂层与TiC及TiN单层涂层摩擦学性能的比较

作者住Bernex公司计算机控制的CVD设备上制备了TiC-TiN多层涂层与TiC及TiN单层涂层,利用自制的MT-1型真空摩擦磨损试验机系统地考察了三者的摩擦磨损性能,并对磨痕进行了扫描电镜显微观察和X-射线能谱成分分析。结果表明,无论是在真空中还是在大气中,也无沦是在于摩擦还是在油润滑条件下,TiC—TiN多层涂层均具有较好的摩擦学性能。文章还根据这种涂层所特有的多层磨损机制和过渡层润滑机制,对其良好的摩擦磨损性能进行了解释。

单磨粒作用下Al_2O_3-TiC-TiN复合陶瓷的摩擦磨损特性

本文利用置于扫描电子显微镜（SEM）中的销-盘（pin－disk）式滑动摩擦磨损试验装置，研究了在单颗粒磨粒的作用下Al_2O_3－TiC－TiN复合陶瓷的摩擦磨损特性．结果显示，在真空和空气两种环境中，该材料的摩擦行为具有不同的特点．其磨损机理，在磨损初期表现为明显的微切削，随着磨损的进行，其机理以脆性的微断裂为主．同时还表明，在三体磨粒磨损条件下，磨粒的相对软硬显著地影响该陶瓷的磨损率．

CVD法涂覆层(TiC、TiN及TiC-TiN)和高速钢合金工具钢基体的附着性

1.绪言以金属材料表面硬化为目的化学气相沉积法(Chemical Uapor Deposition:CDV)技术已被广泛应用。它是利用组成沉积物质的化合物在气相状态发生化学反应,沉积出碳化物、氮化物、氧化物。

高温体系Al_2O_3-TiC-TiN基金属陶瓷的制备和性能

采用常压下氮气保护的方法制备了Al2O3-TiC-TiN基金属陶瓷,测量了其物理性能和显微结构,研究发现在一定范围内,当TiC含量增加时,材料的硬度升高;当TiN含量增加时,材料的断裂韧性升高。分析认为这是TiC的硬度高、TiN的韧性好引起的。根据材料的显微结构,分析烧结中的结构变化,确定最佳烧结温度为1700℃左右。

TiC-TiN复合硬质合金涂层刀具切削应用及其性能分析

介绍了TiC-TiN复合硬质合金涂层刀具用途及性能,利用实验类比方法分析TiC-TiN涂层刀具相关切削几何参数,归纳TiC-TiN复合涂层刀具切削几何参数及其切削性能相关规律,形成关系图表。

Q235钢表面熔覆Fe-TiC-TiN等离子熔覆层的性能分析

采用等离子熔覆技术,以Fe310铁基自熔合金粉+TiC粉末为熔覆材料,在Q235低碳钢表面原位生成Fe-TiC-TiN熔覆层,在TiC添加比例为3%,6%,10%时,采用扫描电镜、X射线衍射实验手段,分析了熔覆层的相组成、微观组织,用显微硬度仪和摩擦磨损试验机测量熔覆层显微硬度和耐磨性能,结果表明:熔覆层与基体之间为冶金结合;随着TiC含量的增加,熔覆层的硬度和耐磨性能提高,当TiC含量为10%时,熔覆层的硬度达到1 643HV0.5,是基体的6.3倍,耐磨性是基体的5.8倍。

负载酞菁钴电催化CO_(2)还原的第一性原理研究

利用密度泛函理论研究了酞菁钴(CoPc)和五种不同载体(有金属活性中心的N掺杂的C材料(Ir-NC)、N掺杂的C材料(NC)、黑磷(BP)以及TiN、TiC)对催化性能的影响。先探究了CoPc催化CO_(2)还原成CO的性能,又探究了五种不同载体对CoPc催化CO_(2)还原为CO反应活性的影响。计算结果显示,CoPc与载体之间是弱相互作用,通过对优化后的结构进行吉布斯自由能计算证明了这五种载体都能显著降低COOH形成这一步的能垒,其中TiN能使该步能垒降低0.547 eV。除NC外,其余载体都促使CO脱附步骤的|ΔG|变得更小。这些结果表明不同载体能不同程度的调控CoPc的催化反应活性。

低合金高强度钢钛微合金化进展

总结了钛在低合金高强钢中的析出行为,包括析出物的种类、形态、尺寸及析出动力学;讨论了钛的碳化物、氮化物及硫化物对材料组织和性能的影响;概述了钛微合金化在低合金高强钢中的工业应用进展、难点及可能的研究方向。

TiC/TiN/Al_2O_3复合陶瓷的研究进展

文章综述了TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展,介绍了复合陶瓷的制备工艺、组织与性能,探讨了材料成分对组织和力学性能的影响,总结了复合陶瓷的增韧机制及在刀具上的应用情况,指出纳米复合陶瓷是进一步改善强韧性的主要发展方向,为氧化铝陶瓷的广泛应用丰富了科学内涵。

TiN层微观结构对CVD TiC-TiCN-TiN多层涂层耐磨性能的影响

通过改变N2/H2体积比,采用化学气相沉积法在TiC-TiCN层表面制备了不同微结构的TiN层。研究了TiN层微结构对TiC-TiCN-TiN多层涂层耐磨性能的影响机制,同时对比研究了国产多层涂层与国外公司同类涂层产品在结构、硬度及耐磨性能方面的不同。结果表明,当N2/H2体积比为1.5∶1时,获得的TiC-TiCN-TiN多层涂层硬度最高,摩擦系数最小,且耐磨性能优于国外公司同类涂层产品。多层涂层的硬度以及摩擦过程中生成氧化层的减摩作用对其耐磨性能有重要影响。

TiN,TiC和Ti(C,N)涂层的性能及影响因素研究

TiN和TiC同属于NaCl形式的晶体结构,是同构互溶性的.Ti(C,N)是两者的固溶体.TiN和TiC及Ti(C,N)涂层具有优良的力学和摩擦学性能,作为硬质耐磨涂层,已用于切削刀具、钻头和模具等场合,具有广泛的应用前景.综述了国内外关于这3种涂层的研究成果.研究了影响其性能的若干因素,比较了它们的性能差异,为进一步优化涂层的性能及合理地选用涂层提供了参考.进一步的研究方向是高、低温及恶劣环境下涂层的性能以及更大载荷下涂层的摩擦学性能等.一些重要结果如下:(1)对TiN涂层而言,用CAPD比用CAIP制备时,涂层的摩擦因数小、结合强度大、硬度小;脉冲电压从550 V增大到750 V时,涂层脆性增加、结合强度减小;在多弧离子镀工艺中,500 ℃是最佳沉积温度,此时涂层的硬度和结合强度均最大.(2)对用反应磁控溅射制备的TiC涂层而言,用C2H2比用CH4制备时,涂层的硬度大;CH4分压在0.02～0.04 Pa范围内为最佳,此时TiC涂层的硬度和弹性模量最大,分别是30.9 GPa和343.0 GPa.(3)对Ti(C,N)涂层而言,随CH4:N2或C2H2:N2流量比的增大,其硬度增大;CH4:N2分压比对摩擦因数和磨损量的影响还与载荷的大小有关;TiCxN1-x涂层的硬度和弹性模量随x值而变化,当x为0.6左右时,硬度取最大值45 GPa,当x值为0.43左右时,弹性模量取最大值630 GPa.

UHM WPE与钛基-TiN-TiC系梯度薄膜材料对磨的生物摩擦磨损特性

为了探索超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)与钛基 - Ti N- Ti C系梯度薄膜材料组合作为人工关节置换材料的可能性 ,利用离子注入和等离子体化学气相沉积 (PCVD)方法制备了 Ti6 Al4V- Ti N- Ti C系梯度薄膜材料。通过摩擦系数和 UHMWPE磨损失重的测定和用 SEM对磨损后的 U HMWPE表面形貌分析 ,研究了 U HMWPE与Ti6 Al4V- Ti N- Ti C系梯度薄膜材料摩擦副的生物摩擦磨损特性。研究表明 :在人血清润滑下 ,随配对的梯度薄膜材料表面硬度的增加 ,UHMWPE磨损量减小。与硬度大的 Ti6 Al4V- Ti N- Ti C梯度薄膜材料对磨时 ,UHMWPE的磨损量最小 ,为该摩擦副作为人工关节置换材料提供了依据。还对各摩擦副的 U

Ti(CN)/TiC/Al_2O_3/TiN多层涂层的结构和界面结合力研究

采用中温、高温复合化学气相沉积技术(MHCVD)在WC-(6%wt)Co硬质合金基体表面制备了Ti(CN)/TiC/Al2O3/TiN多层陶瓷涂层。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和数显显微硬度计等手段分析多层陶瓷涂层的表面及断面形貌、物相组成、显微硬度;采用表面划痕实验,结合形貌观察及X射线能谱分析(EDS)研究多层陶瓷涂层/硬质合金基体的界面结合力及其影响因素。结果表明:Ti(CN)/TiC/Al2O3/TiN多层陶瓷涂层结构均匀致密,涂层后硬质合金的显微硬度明显提高,约2600 HV,多层陶瓷涂层与基体界面结合良好,划痕实验显示临界载荷高达105 N,多层陶瓷涂层界面间的原子扩散作用对涂层/基体界面附着力有较大贡献,而涂层内部少量Ti2O3、W6Co6C等物相的存在对提高界面结合力也有帮助。

钛基-TiN-TiC系梯度薄膜材料的生物摩擦磨损特性研究

在SRV试验机上用血清润滑对钛合金及钛基 -TiN-TiC梯度薄膜与UHAMWPE摩擦副摩擦磨损性能进行了测试与比较 ,并对其磨损机理进行了分析。研究结果表明 ,钛基 -TiN -TiC梯度薄膜材料表面硬度得到提高 ,达到 2 6 3 0Hv ,与基体结合强度提高到 5 .8kg/cm2 ,有很好的承载能力和抗剥离能力 ,生物耐磨性明显提高 ,为发展耐磨性好的人工关节材料探索了一条新的途径。

承钢高炉炉缸沉积物的形成机理

在热力学分析的基础上,研究了承钢高炉炉缸沉积物的形成机理。结果表明:承钢高炉炉缸沉积物中的高熔点物质主要为TiC及少量的Ti(N,C)、Ti(C,N)。炉渣中的TiO2与焦炭发生直接还原反应生成TiC,随着铁液的形成,渣中的TiC被铁滴吸附,包裹在铁滴周围。TiC包裹着铁液沉降到炉底形成炉缸沉积物;在渣-铁界面和铁水-炉底耐火材料界面,由于浓度梯度和温度梯度的存在析出Ti(N,C)、Ti(C,N),铁水和炉渣团聚在炉缸中形成炉缸沉积物。

聚变堆第一壁涂层材料TiC和TiN的残余应力研究

采用Ｘ衍射法测定了聚变堆第一壁涂层材料ＴｉＣ和ＴｉＮ薄膜的残余应力．对涂层材料不同的制备方法（化学气相沉积ＣＶＤ和物理气相沉积ＰＶＤ）、基体材料（Ｍｏ、石墨和３１６ＬＳＳ）、涂层厚度及沉积温度对残余应力的影响进行了研究．结果表明，ＣＶＤ与ＰＶＤ制备的涂层的残余应力均为压应力，且ＣＶＤ较ＰＶＤ产生的残余应力要低，Ｔｉ／Ｍｏ（ＣＶＤ）随涂层厚度（１４μｍ～６０μｍ）的增加，残余应力增加．ＰＶＤ涂层的残余应力主要为本征应力，高达数ＧＰａ．其值随沉积温度（２００℃～６５０℃）的升高而降低．

电弧离子镀TiN工艺优化及TiN/TiC多层膜性能

采用电弧离子镀技术制备TiN薄膜,研究了不同氮分压以及基体偏压下薄膜的表面质量、微结构、相组成、硬度以及结合力,优化工艺参数并制备TiN/TiC多层膜,比较了多层膜以及TiC单层膜的硬度以及摩擦性能的差异。结果表明,经过对不同工艺参数下薄膜的形貌结构以及性能比较,确定采用0.6 Pa氮分压以及-100 V基体偏压作为TiN优化工艺参数,在该工艺基础上制备的TiN/TiC多层膜与单层TiC薄膜相比具有更高的硬度以及更低的摩擦系数。

TiC/TiN复合陶瓷刀具材料的力学性能研究

以微米TiC和TiN为主要原料,以微米Cr、Ni以及Co为添加剂,采用真空热压烧结工艺制备了TiC/TiN复合陶瓷刀具材料。测试和分析了烧结样品的相对密度、弯曲强度、断裂韧性以及硬度性能。结果表明,当微米TiC添加量(质量百分数)为48%,TiN为16%、Cr为7.2%、Ni为21.6%以及Co为7.2%时,所制备的复合陶瓷刀具材料性能最佳,相对密度值为95.2%,弯曲强度575 MPa,断裂韧性为9.32 MPa·m1/2,硬度值为1288 kgf/mm2。

TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层在滑移区的高温微动磨损特性

采用化学气相沉积(CVD)技术,在1Cr13不锈钢基体上制备TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层。研究了该涂层从室温(25℃)到400℃的微动磨损特性,并与无涂层的1Cr13不锈钢基材比较。结果表明:在滑移区,温度对1Cr13不锈钢微动磨损影响较显著;随着温度上升1Cr13不锈钢摩擦系数减少,磨损体积下降;而温度对TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层磨损体积影响不大,且磨损量均很小。TiC/Ti(C,N)/TiN涂层表现出比1Cr13不锈钢优异的抗微动磨损性能。但当该涂层被磨去后,产生的硬质磨屑形成磨粒磨损,反而对基体造成更大的损伤。