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Microstructures and properties of Si_3N_4/TiN ceramic nano-multilayer films
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作者 许俊华 顾明元 +1 位作者 李戈扬 金燕平 《中国有色金属学会会刊:英文版》 CSCD 1999年第4期764-767,共4页
The polycrystalline Si3N4/TiN ceramic nano-multilayer films have been synthesized on Si substrates by a reactive magnetron Sputtering technique, aiming at investigating the effects of modulation ratio and modulation p... The polycrystalline Si3N4/TiN ceramic nano-multilayer films have been synthesized on Si substrates by a reactive magnetron Sputtering technique, aiming at investigating the effects of modulation ratio and modulation period on the microhardness and to elucidate the hardening mechanisms of the synthesized nanomultilayer films. The results showed that the hardness of Si3N4/TiN nano-multilayers is affected not only by modulation period, but also by modulation ratio. The hardness reaches its maximum value when modulation period equa1s a critical value λ0, which is about 12 nm with a modulation ratio of 3: 1. The maximum hardness value is about 40% higher than the value calculated from the rule of mixtures. The hardness of nano-multilayer thin films was found to decrease rapidly with increasing or decreasing modulation period from the Point of λ0. The microstructures of the nano-multilayer films have been investigated using XRD and TEM. Based on experimental results, the mechanism of the superhardness in this system was proposed. 展开更多
关键词 Si3N4/tin multilayer films MICRO HARDNESS MICRO structures
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Fretting wear behavior of Ti/TiN multilayer film on uranium surface under various displacement amplitudes 被引量:2
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作者 Yan-ping WU Zheng-yang LI +3 位作者 Wen-jin YANG Sheng-fa ZHU Xian-dong MENG Zhen-bing 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第8期1593-1601,共9页
Ti/TiN multilayer film was deposited on uranium surface by arc ion plating technique to improve fretting wear behavior. The morphology, structure and element distribution of the film were measured by scanning electric... Ti/TiN multilayer film was deposited on uranium surface by arc ion plating technique to improve fretting wear behavior. The morphology, structure and element distribution of the film were measured by scanning electric microscopy(SEM), X-ray diffractometry(XRD) and Auger electron spectroscopy(AES). Fretting wear tests of uranium and Ti/TiN multilayer film were carried out using pin-on-disc configuration. The fretting tests of uranium and Ti/TiN multilayer film were carried out under normal load of 20 N and various displacement amplitudes ranging from 5 to 100 μm. With the increase of the displacement amplitude, the fretting changed from partial slip regime(PSR) to slip regime(SR). The coefficient of friction(COF) increased with the increase of displacement amplitude. The results indicated that the displacement amplitude had a strong effect on fretting wear behavior of the film. The damage of the film was very slight when the displacement amplitude was below 20 μm. The observations indicated that the delamination was the main wear mechanism of Ti/TiN multilayer film in PSR. The main wear mechanism of Ti/TiN multilayer film in SR was delamination and abrasive wear. 展开更多
关键词 Ti/tin multilayer film fretting wear wear mechanism displacement amplitude
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不同黏度合成油下CrN/TiN多层薄膜的摩擦学特性研究
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作者 张全德 陈庆春 +3 位作者 苏桐 赵勤 郭峰 王晓波 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期171-180,共10页
目的探究在不同黏度合成酯润滑油的作用下,CrN/TiN多层薄膜的摩擦学性能及协同润滑机制。方法选用聚α烯烃(PAO)与三羟甲基丙烷辛癸酸酯(TME)复配,得到不同黏度梯度的合成油。利用全自动黏度测定仪、倾点测试仪、开口闪点测定器和傅里... 目的探究在不同黏度合成酯润滑油的作用下,CrN/TiN多层薄膜的摩擦学性能及协同润滑机制。方法选用聚α烯烃(PAO)与三羟甲基丙烷辛癸酸酯(TME)复配,得到不同黏度梯度的合成油。利用全自动黏度测定仪、倾点测试仪、开口闪点测定器和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别对合成油的运动黏度(40、100℃)、倾点、闪点和表面官能团进行表征。利用反应磁控溅射技术在316不锈钢和单晶硅片基底表面制备CrN/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪和FIB-TEM表征手段对薄膜的微观结构进行分析,并用纳米压痕仪和划痕仪测试了薄膜的力学性能。利用球-盘式摩擦试验机表征薄膜在干摩擦和油润滑条件下的摩擦学性能,利用XPS对摩擦实验后的磨痕元素价态进行表征。结果CrN/TiN薄膜具有典型的面心立方结构(FCC)、异质多层结构,且其硬度可达32.2 GPa。在干摩擦条件下,与裸316基体相比,经表面镀制CrN/TiN薄膜后平均摩擦因数由0.95降至0.71,磨损深度由25.0μm降至16.8μm。在合成油作用下,316不锈钢-GCr15钢球(钢-钢摩擦副)、CrN/TiN多层薄膜-GCr15钢球(CrN/TiN多层薄膜-钢摩擦副)2种摩擦配副的摩擦因数和磨损率随着合成油黏度的增加均呈现降低趋势,且在同一黏度条件下薄膜试样的磨损率更低。结论CrN/TiN多层薄膜在PAO与TME复配获得的一系列不同黏度合成油的作用下,随着合成油黏度的增加,薄膜的磨损率和磨损深度逐渐下降,其减摩抗磨性能得到显著提升。通过磨痕表面的XPS分析可知,合成油中极性的酯基吸附在滑动界面,增强了油膜的承载性能,从而减缓了对偶间的摩擦阻力。 展开更多
关键词 CrN/tin多层薄膜 聚α烯烃 多元醇酯 摩擦学性能 固-液复合润滑
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TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN CVD多层涂层硬质合金的氧化行为 被引量:14
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作者 谢灿强 陈康华 +3 位作者 王社权 祝昌军 徐银超 陈响明 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 2011年第1期26-31,共6页
采用高温化学气相沉积(HT-CVD)和中温化学气相沉积(MT-CVD)相结合的复合化学气相沉积新技术在硬质合金基体WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%Co上分别沉积TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN涂层,制备TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN CVD多层涂... 采用高温化学气相沉积(HT-CVD)和中温化学气相沉积(MT-CVD)相结合的复合化学气相沉积新技术在硬质合金基体WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%Co上分别沉积TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN涂层,制备TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN CVD多层涂层硬质合金。通过氧化实验,X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计等手段研究TiN/TiCN/TiN和TiN/TiCN/Al2O3/TiN CVD多层涂层硬质合金的氧化行为。结果表明,涂层后硬质合金的抗氧化性能明显提高,Al2O3的加入能进一步提高CVD多层涂层硬质合金的抗氧化性能,并使涂层硬质合金表现出独特的氧化行为。Al2O3涂层的抗氧化机理为Al2O3具有良好的高温化学稳定性,能起到很好的隔热和阻碍氧扩散的作用。 展开更多
关键词 tin/ticn/tin tin/ticn/Al2O3/tin CVD多层涂层硬质合金 氧化行为
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多弧离子镀与磁控溅射共沉积TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性能 被引量:9
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作者 赵瑞山 任鑫 +3 位作者 王亮 宋晓龙 许细健 刘伟 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期11-15,50,共6页
TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性研究对于扩大其应用领域具有重要作用,但目前鲜见相关报道。采用多弧离子镀与磁控溅射技术以不同调制周期在304不锈钢表面共沉积TiN/TiCN多层膜。采用XRD、XPS、倒置显微镜及高温氧化试验研究了多层膜的高... TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性研究对于扩大其应用领域具有重要作用,但目前鲜见相关报道。采用多弧离子镀与磁控溅射技术以不同调制周期在304不锈钢表面共沉积TiN/TiCN多层膜。采用XRD、XPS、倒置显微镜及高温氧化试验研究了多层膜的高温抗氧化行为。结果表明:TiN/TiCN多层膜表面光滑平整、均匀致密,薄膜主要为具有Ti-(C,N)键的fcc-TiN结构;随着调制周期的减小,TiN/TiCN多层膜生长取向发生转变,且具有(111)晶面生长织构;随着氧化温度的升高,多层膜的显微硬度逐渐降低,氧化增重速率不断增大,且在700℃之后变化速率较快,薄膜的开始氧化温度约为750℃;随着调制周期的减小,多层膜TiN与TiCN界面层数量增多,促使晶粒细化,提高了其致密性,还隔断了缺陷贯穿薄膜的连续性,显著降低了薄膜的孔隙率,致使O原子扩散困难,增强了薄膜的高温抗氧化性能。 展开更多
关键词 多弧离子镀 磁控溅射 tin/ticn多层膜 304不锈钢 调制周期 高温抗氧化性能
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TiN/TiCN多层调制结构薄膜的耐蚀性 被引量:6
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作者 任鑫 吴双全 +2 位作者 李岩帅 赵瑞山 黄美东 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期10-14,共5页
多弧离子镀和磁控溅射制备薄膜各有优缺点,将2种技术复合制膜的研究还少有报道。采用多弧离子镀和磁控溅射复合技术在304不锈钢基体表面制备了TiN单层和TiN/TiCN多层膜,采用扫描电镜、X射线衍射仪并结合电化学测试等着重研究了不同调制... 多弧离子镀和磁控溅射制备薄膜各有优缺点,将2种技术复合制膜的研究还少有报道。采用多弧离子镀和磁控溅射复合技术在304不锈钢基体表面制备了TiN单层和TiN/TiCN多层膜,采用扫描电镜、X射线衍射仪并结合电化学测试等着重研究了不同调制周期下薄膜组织结构与耐腐蚀性能的变化规律。结果表明:所制备的TiN/TiCN多层膜表面平整、致密,随着调制周期的减小,TiN/TiCN多层膜发生生长取向的转变,且具有(111)晶面生长织构; TiN/TiCN多层膜在3.5%NaCl溶液中的抗腐蚀能力优于基体和单层TiN薄膜,随着多层膜调制周期的减小,其抗腐蚀性逐渐增强,在λ=0.150μm时,多层膜的自腐蚀电流密度和极化电阻分别为0.106 7μA/cm^2和679.700 kΩ·cm^2,腐蚀速率下降到最低,具有良好的耐腐蚀性。 展开更多
关键词 tin/ticn多层膜 复合离子镀 磁控溅射 调制周期 耐蚀性
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TiN/TiCN多层调制结构薄膜的结构和力学性能研究 被引量:2
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作者 任鑫 江仁康 +2 位作者 赵瑞山 王丞 黄美东 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2019年第12期29-34,共6页
以304不锈钢为基体,利用复合离子镀技术制备了TiN/TiCN多层膜,主要研究了不同调制周期下薄膜组织结构和力学性能的变化规律。结果表明:不同调制周期下得到的TiN/TiCN多层膜表面比较致密、平整,随着调制周期的减小,表面质量有一定改善。... 以304不锈钢为基体,利用复合离子镀技术制备了TiN/TiCN多层膜,主要研究了不同调制周期下薄膜组织结构和力学性能的变化规律。结果表明:不同调制周期下得到的TiN/TiCN多层膜表面比较致密、平整,随着调制周期的减小,表面质量有一定改善。多层膜结构主要由fcc-TiN型固溶体构成,不存在a-C结构。随着调制周期的减小,物相分析表明TiN/TiCN多层膜发生了择优生长,出现了(111)晶面生长织构,其纳米硬度和弹性模量逐渐增大,在调制周期λ=0.15μm时达到最大值,分别为35.56GPa和436.2GPa。 展开更多
关键词 tin/ticn多层膜薄膜 复合离子镀 调制周期 结构 力学性能
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湿喷砂对TiN+Al2O3+TiCN涂层性能的影响 被引量:2
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作者 曾伟 董凯林 +1 位作者 王鹏 时凯华 《四川冶金》 CAS 2020年第3期12-17,共6页
研究了在不同压力、不同时间和不同砂水浓度三种情况下,湿喷砂工艺参数对CVD膜TiN+Al2O3+TiCN涂层厚度、表面光洁度、涂层硬度、涂层磨粒磨损的影响变化规律。研究发现:涂层厚度随喷砂时间、喷砂压力及砂水浓度的增加而减小;涂层表面光... 研究了在不同压力、不同时间和不同砂水浓度三种情况下,湿喷砂工艺参数对CVD膜TiN+Al2O3+TiCN涂层厚度、表面光洁度、涂层硬度、涂层磨粒磨损的影响变化规律。研究发现:涂层厚度随喷砂时间、喷砂压力及砂水浓度的增加而减小;涂层表面光洁度随喷砂时间的延长,提升效果明显;湿喷砂对提高涂层表面硬度和磨粒磨损性能具有显著影响,且变化趋势相同。通过实验分析还得出湿喷砂工艺参数为砂水浓度值30%、时间4秒、压力0.4 MPa时,TiN+Al2O3+TiCN膜能够形成双色表态,且综合性能最好。 展开更多
关键词 湿喷砂 CVD膜 涂层性能 tin+Al2O3+ticn 砂水浓度 喷砂时间 喷砂压力
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Microstructure,mechanical and corrosion properties of TiN/Ni nanomultilayered films 被引量:2
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作者 Chun-Lin He Jin-Lin Zhang +4 位作者 Lei-Peng Xie Guo-Feng Ma Zhao-Fu Du Jian-Ming Wang Dong-Liang Zhao 《Rare Metals》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第10期979-988,共10页
Nanomultilayered TiN/Ni thin films with different bilayer periods(57.8-99.7 nm) and Ni single-layer thickness(3.9-19.2 nm) were prepared by alternatively sputtering Ti and Ni targets in N2 gas atmosphere.The micros tr... Nanomultilayered TiN/Ni thin films with different bilayer periods(57.8-99.7 nm) and Ni single-layer thickness(3.9-19.2 nm) were prepared by alternatively sputtering Ti and Ni targets in N2 gas atmosphere.The micros tructure,mechanical and corrosion properties of the multilayer films were investigated by X-ray diffraction(XRD),field emission scanning electron microscopy(FESEM),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),nanoindenter and electrochemical technologies.The multilayer films are fine with a mean grain size of ~8-9 nm independent of the bilayer period.However,the smoothness and compactness seem to decrease with the bilayer period increasing.The hardness(H) and elastic modulus(E) of the multilayer films gradually decrease as the bilayer period increases,and the multilayer film with bilayer period of 57.8 nm exhibits higher H,ratios of(H/E^*and H^3/E^*2)(E^*is effective Young’s modulus)than the monolithic TiN film and the other multilayers.The multilayer films exhibit an obvious passivation phenomenon in 10% H2SO4 solution,and the passive current and corrosion current densities decrease,whereas the corrosion potential increases when the bilayer period or Ni single-layer thickness decreases.It is found that the passivating behavior and corrosion potential of the multilayers are more sensitive to Ni single-layer thickness than the bilayer period.More corrosion pits and lamellar flaking could be found on the films with larger bilayer period or Ni single-layer thickness. 展开更多
关键词 tin/Ni multilayer film Reactive SPUTTERING MICROSTRUCTURE MECHANICAL property CORROSION resistance
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Property improvement of multilayer TiN/Ti films with C^+ implantation
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作者 赵志勇 张通和 +2 位作者 梁宏 张荟星 张孝吉 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 1997年第5期449-454,共6页
Using the MEVVA ion source, carbon ions have been implanted in TiN coatings deposited by multi-arc ion plating The Vickers microhardness of the C+ -implanted TiN films increased with the increase in the ion flux and d... Using the MEVVA ion source, carbon ions have been implanted in TiN coatings deposited by multi-arc ion plating The Vickers microhardness of the C+ -implanted TiN films increased with the increase in the ion flux and dose. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the TiC phases had been formed in the films. In addition, the films had the preferred growth orientations of TiN and TiC, both of which were (111) orientation after annealing at 500℃ for 30 min. Auger electron spectra analysis indicated that C+ -implanted profile was in typical Gaussian-like distribution in single films. The distribution with multipeaks of C atoms was obtained in multi-layer TiN/Ti. The possibility of the multilayer films (Ti (C, N)/TiN/Ti(C, N)/TiN and Ti(C, N)/TiC/Ti(C, N)/TiC) forming using the C-implanted TiN/Ti films is presented for the first time. 展开更多
关键词 MEVVA ION IMPLANTATION C ION IMPLANTATION tin multilayer films phase transition HARDENING mechanism.
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The effect of the multi-period on the properties of deep-ultraviolet transparent conductive Ga_2O_3/ITO alternating multilayer films
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作者 徐诚阳 闫金良 +1 位作者 李超 庄慧慧 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2013年第10期26-30,共5页
Ga2O3/ITO alternating multilayer films were deposited on quartz glass substrates by rnagnetron sputtering. The effect of the multi-period on the structural, optical and electrical properties of Ga2O3/ITO alternating m... Ga2O3/ITO alternating multilayer films were deposited on quartz glass substrates by rnagnetron sputtering. The effect of the multi-period on the structural, optical and electrical properties of Ga2O3/ITO alternating multilayer films was investigated by an X-ray diffractometer, a double beam spectrophotometer and the Hall system, respectively. A low sheet resistance of 225.5 Ω/□ and a high transmittance of more than 62.9% at a 300 nm wavelength were obtained for the two-period alternating multilayer film with a thickness of 72 nm. 展开更多
关键词 transparent conductive film alternating multilayer film deep ultraviolet MULTI-PERIOD gallium oxide indium tin oxide
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脉冲偏压对电弧离子镀Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响 被引量:17
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作者 赵彦辉 林国强 +2 位作者 李晓娜 董闯 闻立时 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1106-1110,共5页
采用脉冲偏压电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积Ti/TiN纳米多层薄膜,采用正交实验法设计脉冲偏压电参数,考察脉冲偏压对Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响.结果表明,在所有偏压参数(脉冲偏压幅值、占空比和频率)和几何参数(调制周期和... 采用脉冲偏压电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积Ti/TiN纳米多层薄膜,采用正交实验法设计脉冲偏压电参数,考察脉冲偏压对Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响.结果表明,在所有偏压参数(脉冲偏压幅值、占空比和频率)和几何参数(调制周期和周期比)中,脉冲偏压幅值是影响显微硬度的最主要因素;当沉积工艺中脉冲偏压幅值为900V、占空比为50%及频率为30kHz时,薄膜硬度可高达34.1GPa,此时多层膜调制周期为84nm,TiN和Ti单元层厚度分别为71和13nm;由于薄膜中的单层厚度较厚,纳米尺寸的强化效应并未充分体现于薄膜硬度的贡献中,硬度的提高主要与脉冲偏压工艺,尤其是脉冲偏压幅值对薄膜组织的改善有关. 展开更多
关键词 脉冲偏压 电弧离子镀 Ti/tin纳米多层薄膜 显微硬度
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Ti(C,N)复合膜和TiN/Ti(C,N)多层膜组织和显微硬度 被引量:15
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作者 汪蕾 董师润 +3 位作者 尤建飞 喻利花 李学梅 许俊华 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期113-118,共6页
采用非平衡反应磁控溅射的方法在Si(100)基片上沉积Ti(C,N)复合膜和不同调制周期、调制比的TiN/Ti(C,N)纳米多层薄膜。薄膜的微观结构和力学性能采用X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计进行表征。结果表明,Ti(C,N)复合膜的微观结构和力学性... 采用非平衡反应磁控溅射的方法在Si(100)基片上沉积Ti(C,N)复合膜和不同调制周期、调制比的TiN/Ti(C,N)纳米多层薄膜。薄膜的微观结构和力学性能采用X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计进行表征。结果表明,Ti(C,N)复合膜的微观结构和力学性能与掺入C的含量有关;TiN/Ti(C,N)纳米多层膜的微观结构和力学性能与调制周期和调制比有关,其显微硬度在一定的调制周期和调制比范围内出现了超硬现象。Ti(C,N)、TiN/Ti(C,N)均为δ-NaCl面心立方结构;Ti(C,N)复合膜显微硬度提高是因为固溶强化,TiN/Ti(C,N)纳米多层膜硬度的提高主要是共格外延生长在界面处产生的交变应力场。 展开更多
关键词 Ti(C N)复合膜 tin/Ti(C N)纳米多层膜 显微硬度 组织 超硬效应
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电弧离子镀多层Ti/TiN厚膜组织和力学性能研究 被引量:9
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作者 马占吉 武生虎 +2 位作者 肖更竭 任妮 赵栋才 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2008年第3期26-29,共4页
采用电弧离子镀技术在钛合金(Ti6Al4V)上制备了Ti/TiN/┄/Ti/TiN多层厚膜,膜层厚度为21.6μm~25.6μm,对不同Ti/TiN调制周期的多层膜物相、形貌、附着力和硬度进行了分析。结果表明:随膜层中Ti比例增加,膜层附着力增加,但膜层维氏硬度... 采用电弧离子镀技术在钛合金(Ti6Al4V)上制备了Ti/TiN/┄/Ti/TiN多层厚膜,膜层厚度为21.6μm~25.6μm,对不同Ti/TiN调制周期的多层膜物相、形貌、附着力和硬度进行了分析。结果表明:随膜层中Ti比例增加,膜层附着力增加,但膜层维氏硬度变化不大。 展开更多
关键词 电弧离子镀技术 Ti/tin多层膜 附着力 硬度
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真空阴极离子镀法制备Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜 被引量:9
15
作者 李福球 洪瑞江 +2 位作者 余志明 代明江 林松盛 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期17-19,共3页
过去,在不锈钢上沉积10μm以上多元多层软硬交替Ti/TiN/Zr/ZrN厚膜用以提高材料耐腐蚀性能的报道不多。采用阴极电弧离子镀结合脉冲偏压的方法制备了厚度达15μm的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计... 过去,在不锈钢上沉积10μm以上多元多层软硬交替Ti/TiN/Zr/ZrN厚膜用以提高材料耐腐蚀性能的报道不多。采用阴极电弧离子镀结合脉冲偏压的方法制备了厚度达15μm的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计、划痕仪等考察了多层膜的形貌、厚度、相组成、硬度以及膜/基结合力,并利用电化学方法评价了基体、单层TiN薄膜以及多层膜的电化学腐蚀性能。结果表明:制备的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜界面明晰、结构致密、晶粒细小;膜/基结合力大于70 N,显微硬度达28 GPa;多层膜比单层TiN膜在提高1Cr11Ni2W2MoV基体的抗腐蚀能力方面具有更显著的作用。 展开更多
关键词 离子镀 Ti/tin/Zr/ZrN多层膜 显微结构 耐腐蚀性
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Si_3N_4/TiN纳米多层膜的超硬效应 被引量:4
16
作者 许俊华 顾明元 +1 位作者 李戈扬 金燕苹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期347-350,共4页
采用磁控反应溅射工艺制备了Si3N4/TiN陶瓷纳米多层膜,运用X射线衍射、透射电镜和显微硬度仪等对纳米多层膜的微结构、应力状态和硬度进行测试.研究结果表明,Si3N4/TiN多层膜中,Si3N4层为非晶态,TiN层为晶态.Si3N4/TiN多层膜的显微硬度... 采用磁控反应溅射工艺制备了Si3N4/TiN陶瓷纳米多层膜,运用X射线衍射、透射电镜和显微硬度仪等对纳米多层膜的微结构、应力状态和硬度进行测试.研究结果表明,Si3N4/TiN多层膜中,Si3N4层为非晶态,TiN层为晶态.Si3N4/TiN多层膜的显微硬度既受调制周期Λ的影响,同时又与调制比有关.当调制比lSi3N4/lTiN=3和调制周期Λ=12.0nm左右时,多层膜的显微硬度达到最大值,其数值比用混合法则计算的值高40%以上.根据实验结果。 展开更多
关键词 纳米多层膜 氮化硅 超硬效应 氮化钛 陶瓷膜
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TC4钛合金表面电弧离子镀TiN/CrN纳米多层薄膜研究 被引量:13
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作者 胡霖 胡建军 +3 位作者 林国强 张林 孙刚 马国佳 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期872-877,共6页
用电弧离子镀技术在TCA钛合金基体上通过改变偏压制备了4组TiN/CrN薄膜,对薄膜的表面形貌、厚度、相结构、硬度、膜基结合力和摩擦系数等组织、性能进行了测试表征。结果表明,薄膜是由TiN相和CrN交替叠加构成的纳米多层薄膜,薄膜的... 用电弧离子镀技术在TCA钛合金基体上通过改变偏压制备了4组TiN/CrN薄膜,对薄膜的表面形貌、厚度、相结构、硬度、膜基结合力和摩擦系数等组织、性能进行了测试表征。结果表明,薄膜是由TiN相和CrN交替叠加构成的纳米多层薄膜,薄膜的调制周期为60nm,总的厚度约为480nm。与基体钛合金相比,镀膜后样品的表面性能与偏压幅值密切相关并有显著提高:显微硬度从基体的3GPa提高到16.5-24.7GPa;摩擦系数从基体的0.35大幅度降低到0.14—0.17;薄膜与基体结合牢固,膜基临界载荷在60-80N之间。经电弧离子镀TiN/CrN纳米多层薄膜处理后,TC4钛合金可以满足沙粒和尘埃磨损条件下的耐磨性能要求。 展开更多
关键词 TC4钛合金 电弧离子镀 tin/CrN纳米多层薄膜
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中频对靶磁控溅射合成TiN/Ti多层膜 被引量:22
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作者 于翔 王成彪 +1 位作者 刘阳 于德洋 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期662-666,共5页
利用新型中频对靶磁控溅射技术合成了一系列TiN/Ti多层膜.考察了不同Ti间隔层对多层膜硬度和结合力的影响,分析了膜表面大颗粒和坑的形成机理;利用正交实验法和方差分析探讨了靶电流、气体压力和基体偏压对薄膜表面缺陷密度的影响,对... 利用新型中频对靶磁控溅射技术合成了一系列TiN/Ti多层膜.考察了不同Ti间隔层对多层膜硬度和结合力的影响,分析了膜表面大颗粒和坑的形成机理;利用正交实验法和方差分析探讨了靶电流、气体压力和基体偏压对薄膜表面缺陷密度的影响,对工艺参数进行了优化.结果表明,靶电流对缺陷密度的影响最大,气体压力次之,基体偏压对缺陷密度影响最小;当靶电流I=20 A、气体压力P(Ar+N2)=0.31 Pa、基体偏压Vbias=-160--300 V和Ti间隔层厚度x=0.12 μm时,制备出硬度HV0.2 N=2250、膜基间结合力(临界载荷)Lc=48 N和表面缺陷密度ρs=58 mm-2的高质量TiN/Ti多层膜. 展开更多
关键词 tin/Ti多层膜 磁控溅射 力学性能 表面缺陷
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多弧离子镀沉积Ti/TiN多层薄膜的摩擦磨损及电化学性能 被引量:5
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作者 史鑫 戴剑锋 +2 位作者 吴贵智 张广安 陈建敏 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期20-25,共6页
软硬交替多层结构的薄膜因其优异的抗摩擦磨损性能和耐腐蚀特性使其在工程领域具有重要的应用价值。利用多弧离子镀在不锈钢和Si(100)表面沉积了Ti N单层薄膜和3种不同Ti/Ti N调制比的多层膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)... 软硬交替多层结构的薄膜因其优异的抗摩擦磨损性能和耐腐蚀特性使其在工程领域具有重要的应用价值。利用多弧离子镀在不锈钢和Si(100)表面沉积了Ti N单层薄膜和3种不同Ti/Ti N调制比的多层膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、CSM摩擦磨损试验机和电化学工作站分别分析了薄膜的结构特征、耐磨损性能和电化学性能。结果表明:多层膜层状结构明显,Ti N相出现(111)面择优取向;Ti与Ti N沉积时间比为1∶5的样品具有较低的摩擦因数(0.26)和磨损率(6.6×10–7 mm3·N–1·m–1);在3.5%Na Cl溶液中,多层膜样品的腐蚀电流密度较不锈钢基体降低了两个数量级,腐蚀电位较不锈钢基体明显提高,表明多层膜可以提高不锈钢基体的耐腐蚀性。 展开更多
关键词 Ti/tin多层薄膜 多弧离子镀 磨损率 耐腐蚀性
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调制周期对Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜性能的影响 被引量:5
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作者 林松盛 周克崧 +5 位作者 代明江 石倩 胡芳 侯惠君 韦春贝 李福球 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期114-118,共5页
采用真空阴极电弧沉积技术,在TC11钛合金表面沉积同等厚度的三种不同调制周期Ti-Ti N-Zr-Zr N软硬交替多层膜。用扫描电镜、显微硬度计、结合力划痕仪和砂粒冲刷试验仪分析测试了多层膜的厚度、表面及截面形貌、硬度、膜/基结合力和抗... 采用真空阴极电弧沉积技术,在TC11钛合金表面沉积同等厚度的三种不同调制周期Ti-Ti N-Zr-Zr N软硬交替多层膜。用扫描电镜、显微硬度计、结合力划痕仪和砂粒冲刷试验仪分析测试了多层膜的厚度、表面及截面形貌、硬度、膜/基结合力和抗砂粒冲蚀磨损性能等;重点研究了调制周期的改变对多层膜性能的影响。结果表明:随着周期数的增加,单一调制周期变薄,膜层中金属"液滴"颗粒等缺陷减少,同时也增加了大量的层间界面;层界面之间反复形核,晶粒细化,有利于多层膜表面光洁度、致密度、硬度、结合力和抗砂粒冲蚀能力的改善。 展开更多
关键词 Ti—tin—Zr-ZrN多层膜 调制周期 真空阴极电弧沉积 冲蚀
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