磁过滤电弧离子镀TiN与N离子注入性能研究

目的研究磁过滤电弧离子镀TiN与N离子注入对金属基体的保护效果。方法采用磁过滤电弧离子镀和离子注入在不锈钢表面分别制备了TiN薄膜与N注入改性层,以及二者的复合膜层。对薄膜的相结构、微观形貌进行了表征,对薄膜进行了极化曲线测试,同时在半球样品表面制备涂层并进行盐雾测试。结果所制备的TiN涂层为(111)晶面择优取向,离子注N预处理后沉积的TiN薄膜,仍保持(111)面的择优取向;电化学测试结果显示,TiN和N离子注入能够使不锈钢基体自腐蚀电位分别提高0.64、0.25 V,TiN薄膜具有最低的维钝电流密度4.9×10^(-6) A/cm^(2),N离子注入+TiN复合薄膜的维钝电流密度与N离子注入样品接近;盐雾试验结果表明,TiN以及N离子注入+TiN复合薄膜样品能够保证铜半球在12h的中性盐雾试验中无明显腐蚀痕迹。结论N离子注入预处理对MFAIPTiN涂层耐蚀性能的提升效果有限,单一的MFAIP TiN涂层便可应用于复杂形状的工程材料表面镀膜,可以增强其抗腐蚀能力,延长使用寿命。

Study on laser welding of the tin-plate can body

Laser beam welding is a new technique for the food can making.This research studied the welding technology and parameters for the tin-plate can and their influences on welding speed and quality,investigated the microstructure and properties of the weld,analysed distribution of tin in the weld metal and carried out the flanging test of the can body.The results show that laser weld- ing of the can body is characterized by high welding speed,fine appearance, good quality and stable and reliable process.This technology can fulfill the re- quirements of can making.

光栅阀角度对电弧离子镀TiN薄膜结构及性能的影响

通过调整光栅阀角度开展对电弧离子镀TiN薄膜结构及力学性能的研究。实验结果表明:光栅阀角度对TiN薄膜的择优取向无明显影响,薄膜均以TiN(200)面择优取向为主;随着光栅阀角度的增加,TiN薄膜中N与Ti原子比均呈欠化学计量比,且先增加而后降低,在光栅阀角度为10°时N与Ti原子比最高;TiN薄膜表面粗糙度随着光栅阀角度增加整体呈增加趋势;在光栅阀角度为10°时,TiN薄膜呈现出最高硬度和最低磨损率,具有最佳力学和耐磨性能。在电弧离子镀真空镀膜过程中,光栅阀角度通过影响气体流量进而影响薄膜性能,但对于TiN薄膜结构无明显影响,只有选择合适的光栅阀角度才能有助于薄膜综合性能的改善。

IMPROVEMENT OF ADHESION BETWEEN ION PLATED TiN COATING AND BASE METAL BY ADDING Y

The adhesion between the ion plated TiN coating and the base metal is improved by adding Y.The machenism of the effect of Y has been discussed as well.

氮气流量对质子交换膜燃料电池316L不锈钢双极板TiN涂层性能的影响

为了提高316L双极板的耐蚀性和导电性,采用多弧离子镀方法在不同氮气流量下制备TiN涂层。使用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描电镜(SEM)、膜电极电阻检测设备、电化学工作站等对所制备的TiN涂层的结构及其性能进行表征。研究结果表明:(1)具有TiN涂层的316L金属双极板比没有涂层的316L不锈钢金属双极板具有能更好的耐蚀性以及导电性。(2)在模拟的质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极环境中随着氮气流量的增加具有TiN涂层的金属双极板的耐蚀性先增强后减小,接触电阻先变大后减小。当氮气流量为200 mL/min时候测的最低的接触电阻为9.62 mΩ/cm^(2)和最低的电流密度5.19×10^(-7)A/cm^(2),极化电阻最大为4.990×10^(4)Ω,此时为最佳工艺。

不同工艺参数对TiN薄膜形貌和力学性能的影响

随着硬质薄膜的快速发展,TiN薄膜已经在诸多领域成功应用。通过采用PVD多功能离子镀膜机在不同工艺参数条件下制备了TiN薄膜,研究不同工艺参数对TiN薄膜表面大颗粒形貌和力学性能的影响。利用扫描电子显微镜对TiN薄膜的表面形貌进行研究,利用球坑仪、划痕仪和显微硬度计对薄膜的力学性能进行分析。研究结果表明,弧电流越大,大颗粒尺寸越大,薄膜厚度及硬度也会显著增加;当沉积温度升高时,TiN表面大颗粒的尺寸与数量显著减小,结合强度出现先增加后减小的趋势;当负偏压增大时,TiN薄膜表面大颗粒出现了先减少后增多的趋势,而薄膜的厚度和硬度也会相应降低。该研究为生产中制备性能优良的TiN薄膜提供了一定的理论依据。

紫外分光光度法测定电镀锡板表面涂油量

涂油量是电镀锡板产品关键指标之一。通过对有机萃取剂、吸收波长、校准曲线等研究,建立了紫外光度法测定电镀锡板表面涂油量检测方法。选择正庚烷作为有机萃取剂,吸收波长为270 nm,油质量浓度在10.00~100.00 mg/L范围内,吸光度与涂油质量呈线性关系,线性回归方程为y=121.710 x+0.965。应用该方法检测电镀锡板表面涂油量,检测结果相对标准偏差为-2.81%~2.57%%,加标回收实验回收率为97.2%~103.2%。该方法与重量法比对,检测结果无显著性差异,完全满足电镀锡板表面涂油量指标监控要求。

马口铁包装水果罐头中锡的浓度变化和形态分布研究

目的研究马口铁包装水果罐头中锡的浓度变化和形态分布。方法采用电感耦合等离子体串联质谱法(inductively coupled plasma tandem mass spectrometry,ICP-MS/MS)测定马口铁包装水果罐头的锡含量,并分析锡浓度随储存时间、加热次数的变化特点;采用高效液相色谱电感耦合等离子体串联质谱法(high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma tandem mass spectrometry,HPLC-ICP-MS/MS)测定并分析罐头中锡的形态分布。结果镀锡马口铁包装水果罐头中锡含量在生产日期3个月内为27.17~183.81mg/kg,生产日期12个月时为54.56~265.44mg/kg,锡浓度随储存时间、加热次数而明显增加,溶出锡为无机形态,以二价锡Sn[II]为主,未检测到锡的有机形态。结论马口铁包装水果罐头中锡随储存时间和加热次数而大量增加,但都以无机锡的形态存在,因吸收利用率低,毒性较低;尽量选择靠近生产日期的产品,且不要罐内加热食用。

甲基磺酸体系高速电镀锡过程中铂镀层阳极的电化学行为

[目的]考察铂镀层阳极替代铱涂层阳极应用于甲基磺酸(MSA)体系高速镀锡的可行性。[方法]对比了铂镀层阳极和铱涂层阳极的表面形貌和三维轮廓,通过阳极极化曲线测试、动电位电化学阻抗谱和多电流阶跃测试研究了两种不溶性阳极在MSA体系高速镀锡中的电化学行为,并检测了二者的使用寿命。[结果]与铱涂层阳极相比,铂镀层阳极表面晶粒较细致,但表面粗糙度更大。在MSA镀液中添加具有晶粒细化作用的添加剂和抗氧化剂能够增强铂镀层阳极的极化行为,但对铱涂层阳极极化行为的影响不大。两种阳极在MSA体系高速镀锡过程中的反应都以析氧为主。阳极寿命与电流密度有关,10~30 A/dm^(2)的低电流密度有利于铂镀层阳极的长寿命发挥。铂镀层阳极和铱涂层阳极对MSA镀液关键性能的影响基本一致。[结论]铂镀层阳极适用于MSA体系高速镀锡。

工艺参数对磁控溅射TiN膜成分影响的研究

在不同的工艺参数条件下 ,采用磁控溅射技术制备了大量的TiN膜样品。通过对实验结果的仔细分析 ,得出了膜层颜色与氩气分压无关 ,而与溅射功率和氮气分压的比值有关的结论 ,并得到了微观结构分析的证实。

离子镀TiN涂层的高温氧化特性

研究了离子镀ＴｉＮ 涂层在５００ ～７００ ℃间的高温氧化特性， 并利用ＳＥＭ 观察和ＸＲＤ 相分析研究了氧化产物的类型及膜失效机制。结果表明， ＴｉＮ 膜的氧化遵循抛物线扩散规律， 其氧化产物为金红石型ＴｉＯ２ 。与Ｍ２ 和３Ｃｒ２ Ｗ８Ｖ 相比， ＴｉＮ 膜具有优良的抗氧化性能。以Ｍ２ 为基体的ＴｉＮ 涂层抗氧化性能略高于以３Ｃｒ２ Ｗ８Ｖ 为基体的ＴｉＮ

基材温度对离子镀TiN膜性能的影响

利用空心阴极离子镀膜设备制备了不同基材加热温度（１５０，２５０，３５０和４５０℃）的ＴｉＮ膜．对其硬度和耐磨性的检测结果表明，随着基材温度的升高，ＨＶ呈缓慢上升趋势；耐磨性基本一致．同时，通过Ｘ射线衍射及扫描电子显微镜的观察，探讨了基材温度对其性能及组织形貌的影响．

多弧离子镀TiN与不同金属基材间的接触界面与表面特性

用多弧离子镀技术在不同金属基材上进行TiN镀膜实验 ,制备了TiN/Fe、TiN/Cu和TiN/Cr/Cu复合膜 .借助扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射仪 (XRD)和光电子能谱 (XPS) ,研究了TiN与Fe、Cu和Cr/Cu三种不同衬底接触界面的形貌、结构及其表面特性 .SEM观察发现 ,在一定离子镀膜条件下 ,TiN涂层可与Fe、Cu和Cr/Cu金属基材形成均匀平整的接触界面 ,在铜基上TiN界面清晰 ,在Fe与Cr/Cu界面有明显的层状晶界微结晶分布 .XRD分析显示 ,Fe、Cu和Cr/Cu表面生成的薄膜都包含TiN、Ti2 N等多晶相 ,在Cr/Cu界面还包含Ti-Cr的金属间化合物 .XPS结果表明 ,表面除了TiN膜外 ,还生成TiO2 和TiOxNy 等氧化膜 .Ar+ 刻蚀 5min后 ,TiO2 消失 ,TiOxNy 减少 ,TiN则呈增加趋势 .TiN与Cr/Cu界面形成明显的Ti-Cr和Cr-Ni互扩散层 ,这有助于增强薄膜附着力 ,形成较牢固的TiN涂层 .

电弧离子镀TiN及其复合膜的腐蚀机理探讨

利用电弧离子镀在高速钢基体上制备了TiN及其复合膜(Ti,Cr)N,通过盐水全浸泡试验测量了薄膜的腐蚀速率,利用SEM观察了薄膜腐蚀后的表面形貌及断口形貌,并用其自带的能谱分析仪测量复合膜中Cr的含量,讨论了带有宏观熔滴颗粒的TiN及其复合膜(Ti,Cr)N的腐蚀机理。结果表明:高速钢表面电弧离子镀TiN和(Ti,Cr)N复合膜均可提高其耐腐蚀性能,薄膜的腐蚀主要有小孔腐蚀、缝隙腐蚀及电偶腐蚀。

连铸过程中的提拉速工业试验研究

高效连铸的核心是高拉速技术,目前高拉速技术在钢铁工业生产中占据着十分重要的地位。为探究拉速对于钢水洁净度的影响,以镀锡板钢种为研究对象,在连铸过程中开展了提拉速工业试验研究,对中间包、铸坯和冷轧卷夹杂物的密度、平均尺寸、夹杂物形态比及夹杂物种类进行了分析检验。结果表明:拉速对于夹杂物类别影响不大,夹杂物均为Al_(2)O_(3)夹杂、Al_(2)O_(3)-CaS/(CaS-MnS)复合夹杂、Al_(2)O_(3)-CaO-MgO复合氧化物夹杂、MnS/(CaS-MnS)硫化物夹杂;但与低拉速相比,高拉速下产量有明显增加,且有利于减少Al_(2)O_(3)-CaS/(CaS-MnS)复合夹杂的产生。这些结果为提拉速后的夹杂物研究提供了重要的理论指导。

稀土元素钇改善离子镀TiN膜与基材结合力的研究

本文叙述了添加稀土元素Y改善了离子镀TiN膜与基材的结合力,并且通过电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和X射线衍射相分析等手段,对稀土元素Y在离子镀TiN(IP-TiN)膜中的行为和存在形态进行了分析,进一步探讨了稀土元素Y改善IP-TiN膜与基材结合力的机制,从而肯定了稀土元素Y提高IP-TiN膜与基材结合力的作用。

热浸镀锡电子铜带材回流焊过程中镀锡层的微观结构及缺陷分析

热浸镀锡电子铜带材是高端连接器和PCB(Printed circuit board)所需的关键导体材料,该材料在回流焊过程中产生的缺陷严重影响其服役性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对热浸镀锡铜带材回流焊过程中缺陷组织类型及分布形态进行表征,并对回流焊锡珠样品、回流焊非正常样品和回流焊正常样品的表层形貌进行对比。结果表明:回流焊过程中,样品镀层中均产生了不同程度的孔洞缺陷,孔洞尺寸在0.2~36μm,孔洞的产生与基体合金类型、基体合金厚度和镀层厚度无明显关联;孔洞形态并不一致,发现了孔洞边缘呈现出立体网状结构、边缘参差不齐、孔洞中存在小颗粒的现象。回流焊过程中,镀锡层中Cu、Sn元素发生了重新分布,不同缺陷所造成的元素分布情况并不相同。镀层结构中,化合物层、多相界面间高低起伏与镀层表面高度起伏无明显关联。

电弧离子镀TiN薄膜中的缺陷及其形成原因

分析了电弧离子镀(AIP)TiN薄膜中的主要缺陷-熔滴、孔洞和疏松等。结果表明:这些缺陷存在于晶内、晶界或者贯穿于整个薄膜;缺陷的存在极大地影响了薄膜的性能;缺陷密度与镀膜方法及具体的工艺参数有密切关系;使用磁过滤器镀制薄膜可显著减少上述缺陷,从而提高薄膜的各种性能。认为使用磁过滤器镀制TiN及其各种复合或多层薄膜是一种切实有效的方法,是今后制备高性能TiN及其复合膜的发展方向,另外,缩短脉冲电弧在高值时的时间,用人工来减少薄膜缺陷也是一种行之有效的方法。

不同偏压下铀表面多弧离子镀TiN薄膜性能研究

不同偏压下利用多弧离子镀技术在U基体上制备了TiN薄膜。利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微观组织结构,用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌。结果表明:所得薄膜为单一TiN结构,薄膜表面平整、致密,但局部仍存在大颗粒。摩擦磨损实验测定了薄膜的磨损性能。随偏压的上升,摩擦系数由0.421变为0.401。同时利用X射线光电子能谱分析仪(XPS)对湿热腐蚀20d后的样品进行了分析,并利用电化学极化实验在0.5μg/gCl-溶液中测试了基体及薄膜耐蚀性能。结果表明:TiN涂层提高了贫铀的抗腐蚀性能。

基体材料对TiN薄膜表面液滴及薄膜结合力的影响

采用真空阴极电弧离子镀技术分别在4Cr5MoSiV1(H13)模具钢、Cr18Ni9Ti(304)不锈钢、YG6硬质合金、Ti6Al4V(TC4)钛合金4种基体表面沉积TiN薄膜。利用扫描电镜(SEM)对薄膜表面液滴进行观察分析,通过划痕仪对薄膜的膜/基结合力进行表征。结果表明:基体材料不同,TiN薄膜上液滴的密度、尺寸存在明显的区别。其中,镀膜后H13钢和304不锈钢表面的液滴数量最多,YG6硬质合金次之,TC4钛合金最少;薄膜的膜/基结合强度依次为YG6硬质合金>H13钢>304不锈钢>TC4钛合金。