氮含量对Ti-B-C-N薄膜微观结构和性能的影响

采用反应磁控溅射法在高速钢基体上制备氮原子分数分别为10.8%,15.6%,28.1%,36.4%的Ti-B-C-N薄膜,研究了氮含量对薄膜微观结构、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Ti-B-C-N薄膜均由α-Fe和Ti(C,N)纳米晶组成,具有Ti(C,N)纳米晶镶嵌在非晶基体相中的纳米复合结构;随着氮含量增加,非晶相含量增加,Ti(C,N)纳米晶的含量和晶粒尺寸减小;随着氮含量增加,Ti-B-C-N薄膜的显微硬度增大,摩擦因数和磨损率均减小,表面磨痕变浅,磨损机制由剥落和微观犁削转变为微观抛光。

A New Method to Obtain TiN-Ti(C,N)Composite Film

A new method has been studied to obtain TiN-Ti(C,N)composite film by laser-induced re- action in order to modify the surface properties of substrate.An apparatus for this new technology has been developed.The main reaction,the influence of main processing parameters on the formation, composition,microstructure and properties of the film have been researched.The average hardness of the film is up to HK 2700-2800.The wear resist- ance of the film is higher than that of the substrate by a factor of 9-11;and the film has good adhesive strength with the substrate.

Ti(C,N)复合膜和TiN/Ti(C,N)多层膜组织和显微硬度

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。

Ti（C，N）薄膜的复合硬度与本征硬度的研究

本文对不同性质的膜─基体系通过确定Ｃ的具体取值对Ｊｏｅｎｓｓｏｎ－Ｈｏｇｍａｒｋ模型予以修正，研究厂等离子体增强化学气相沉积Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）薄膜的硬度及其随成分组织的变化。Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）薄膜具有较小的晶粒尺寸和较高的残余压应力，其硬度远高于一般的整体材料，在确定的。工艺条件下，其值上要取决于膜的含碳量，大体成线性增加关系。

基体负偏压对W-C-N薄膜摩擦磨损性能的影响

采用多靶反应磁控溅射设备制备了一系列不同基体负偏压的W-C-N复合膜。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能量色散谱仪、纳米压痕仪和摩擦磨损仪对薄膜进行表征。结果表明:当负偏压小于等于80 V时,薄膜表现出六方α-WCN相结构,增加到120 V时,转变为立方β-WCN相,薄膜硬度、弹性模量和膜基结合力出现对应最佳性能点的峰值;随着负偏压的增大,薄膜质量得到改善,磨损率和摩擦系数明显降低,负偏压达到200 V时,磨损率和摩擦系数分别出现最低值4.22×10-6mm3.N-1.m-1和0.27;薄膜的磨损机制主要是磨粒磨损。

不同对摩条件Ti-B-C-N薄膜摩擦学性能

为了研究不同载荷和对磨速率Ti-B-C-N薄膜的摩擦学性能,用反应磁控溅射(RMS)方法在高速钢基体上制备了Ti-B-C-N纳米复合薄膜,用高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)、摩擦仪、结合力测试仪、表面粗糙度测试仪和显微硬度计等方法研究了载荷和对磨速率对Ti-B-C-N纳米复合薄膜的摩擦学性能的影响.结果 表明:Ti-B-C-N纳米复合薄膜的摩擦系数和磨损率随着载荷增加呈降低趋势,随对磨速率的增加,Ti-B-C-N纳米复合薄膜的摩擦系数和磨损率呈降低趋势.在不同载荷和对磨速率条件下,Ti-B-C-N薄膜均显示出了较好的耐磨和减摩性能.分析认为,Ti-B-C-N薄膜优异的力学性能是薄膜在不同载荷和对磨速率条件下具有较好的耐磨和减摩性能的主要原因.