硬質(zhì)薄膜技術(shù)是刀具、工模具材料表面改性的重要手段。具有較高硬度和良好耐磨性能的氮化鉭（TaN）薄膜是硬質(zhì)薄膜材料的重要組成部分。然而,隨著加工制造技術(shù)的發(fā)展,二元TaN薄膜已不能滿足嚴(yán)苛的服役要求,為此,本文利用磁控濺射技術(shù),通過添加W、C及Mg等元素以提升TaN薄膜的力學(xué)及摩擦磨損性能,主要研究結(jié)果如下:（1）TaWN薄膜:當(dāng)W含量小于22.8 at.%時(shí),薄膜兩相共存,為fcc-（Ta,W）N+hcp-（Ta,W）N;隨著薄膜中W含量的進(jìn)一步升高,薄膜中出現(xiàn)了W₂N相和W相,此時(shí)薄膜四相共存,為fcc-（Ta,W）N+hcp-（Ta,W）N+fcc-W₂N+fcc-W。薄膜硬度隨W含量升高先升高后降低,W含量為16.2 at.%的薄膜硬度最高,其最高值為32.2 GPa。薄膜硬度主要受相結(jié)構(gòu)和固溶強(qiáng)化的影響。薄膜摩擦系數(shù)和磨損率均隨W含量的升高逐漸下降。（2）TaCN薄膜:當(dāng)C含量低于3.6 at.%時(shí),TaCN薄膜相結(jié)構(gòu)由fcc-Ta（C,N）和hcp-Ta（C,N）兩相組成;當(dāng)C含量高于3.6 at.%時(shí),TaCN薄膜相結(jié)構(gòu)由fcc-... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 涂層的發(fā)展
    1.3 薄膜的制備方法
    1.4 薄膜的生長過程
    1.5 納米復(fù)合膜
        1.5.1 納米復(fù)合薄膜的研究現(xiàn)狀
        1.5.2 納米復(fù)合膜的致硬機(jī)理
    1.6 選題意義與研究內(nèi)容
        1.6.1 選題意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章     薄膜的表征和制備
    2.1 引言
    2.2 薄膜的制備方法與設(shè)備
        2.2.1 磁控濺射鍍膜原理
        2.2.2 薄膜制備設(shè)備
        2.2.3 薄膜襯底材料
    2.3 薄膜表征設(shè)備
        2.3.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 納米力學(xué)測試系統(tǒng)
        2.3.5 高溫摩擦磨損儀
        2.3.6 三維輪廓儀
第3章     TaWN納米復(fù)合薄膜的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 薄膜制備與表征
        3.2.1 薄膜制備
        3.2.2 薄膜表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 成分與微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.2 點(diǎn)缺陷形成能
        3.3.3 力學(xué)性能
        3.3.4 摩擦磨損性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章     TaCN納米復(fù)合薄膜的制備和性能研究
    4.1 引言
    4.2 薄膜制備與表征
        4.2.1 薄膜制備
        4.2.2 薄膜表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 成分與微結(jié)構(gòu)
        4.3.2 點(diǎn)缺陷形成能
        4.3.3 力學(xué)性能
        4.3.4 室溫摩擦磨損性能
        4.3.5 中高溫摩擦磨損
    4.4 本章小結(jié)
第5章     TaMgN納米復(fù)合薄膜的制備和性能研究
    5.1 引言
    5.2 薄膜的制備與表征
        5.2.1 薄膜制備
        5.2.2 薄膜表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 成分與微結(jié)構(gòu)
        5.3.2 力學(xué)性能
        5.3.3 室溫摩擦磨損性能
        5.3.4 中高溫摩擦磨損性能
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Influence of Ag content on the microstructure, mechanical, and tribological properties of TaVN–Ag films[J]. Tong Chen,Li-hua Yu,Jun-hua Xu.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2018(01)
[2]表面涂層技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 王飛,張超,周隱玉,李凱.  熱加工工藝. 2017(10)
[3]磁控濺射高溫固體自潤滑涂層的研究與進(jìn)展[J]. 陳亞軍,郁佳琪,趙婕宇,王付勝.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(03)
[4]V含量對（Nb,V）N復(fù)合膜微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能與摩擦性能的影響[J]. 胡紅霞,許俊華,喻利花.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2014(04)
[5]TaMoN復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能與摩擦性能[J]. 許俊華,薛雅平,曹峻,喻利花.  稀有金屬材料與工程. 2014(06)
[6]W含量對ZrWN復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)與摩擦性能的影響[J]. 喻利花,趙強(qiáng),馬冰洋,許俊華.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2013(06)
[7]V含量對TaVN復(fù)合膜微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和摩擦性能的影響[J]. 許俊華,薛雅平,曹峻,喻利花.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]磁控濺射制備TiCN復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)與性能[J]. 許俊華,曹峻,喻利花.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2012(11)
[9]Mo含量對TiMoN薄膜微觀組織和摩擦磨損性能的影響[J]. 許俊華,鞠洪博,喻利花.  金屬學(xué)報(bào). 2012(09)
[10]固體自潤滑復(fù)合涂層制備技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 鄭晨,何祥明,楊茂盛,劉秀波.  蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2011(05)

博士論文
[1]寬溫域固體潤滑材料及涂層的高溫摩擦學(xué)特性研究[D]. 李建亮.南京理工大學(xué) 2009



本文編號：3457198