【摘要】：本文采用磁控濺射儀制備了一系列不同Mg含量、不同B含量、不同Mo含量的TiMgN、TiBN、TiMoBN的復(fù)合膜,利用了X射線衍射儀(XRD)、場(chǎng)發(fā)射電子掃描顯微鏡(SEM)、傅里葉轉(zhuǎn)換光譜儀、納米壓痕儀、UMT-2摩擦磨損儀和三維形貌儀,對(duì)復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、摩擦磨損性能進(jìn)行了表征,研究了復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能以及摩擦磨損性能。研究結(jié)果如下:對(duì)TiMgN復(fù)合膜的研究結(jié)果表明:TiMgN復(fù)合膜由c-TiN相組成,擇優(yōu)取向?yàn)?111)。Mg元素添加到TiN中,以Mg原子置換Ti原子形成的(Ti,Mg)N置換固溶體存在。隨著Mg含量增加,薄膜硬度,抗彈性變形和抗塑形變形均先增加后減小。Mg元素能夠大幅改善薄膜的膜基結(jié)合力。適量Mg元素的加入能夠改善薄膜的室溫摩擦磨損性能。Mg含量一定時(shí),摩擦系數(shù)隨著環(huán)境溫度升高呈先下降后升高,而磨損率變化趨勢(shì)則與之相反。對(duì)TiBN復(fù)合膜的研究結(jié)果表明:TiBN復(fù)合膜組成相是面心立方結(jié)構(gòu)的TiN,擇優(yōu)取向是(111)。B在含量較少時(shí)會(huì)固溶于TiN晶格中,形成Ti(B,N)置換固溶體存在。當(dāng)B含量較高時(shí),B析出形成非晶BN。隨著B(niǎo)含量增加,TiBN復(fù)合膜硬度和彈性模量先上升后下降。B元素能提高薄膜的膜基結(jié)合力。B含量為10.34at%的TiBN的摩擦系數(shù)最低。磨損率隨著B(niǎo)含量增加而升高。分別測(cè)試了B含量為10.34at%的TiBN薄膜的室溫、300℃和700℃的摩擦磨損性能,在300℃時(shí)的摩擦系數(shù)最高,在700℃時(shí)的摩擦系數(shù)最小。磨損率隨溫度升高而先增加后減小。對(duì)TiMoBN復(fù)合膜的研究結(jié)果表明:添加Mo元素后,薄膜的晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化,面心立方TiN結(jié)構(gòu)。擇優(yōu)取向?yàn)?111)。B以非晶形式存在,Mo添加后Mo以(Ti,Mo)N置換固溶體存在。隨著Mo含量增加,復(fù)合膜的硬度和彈性模量先增加后下降。TiMoBN復(fù)合膜的摩擦系數(shù)和磨損率在室溫下都低于TiBN復(fù)合膜。對(duì)Mo含量一定的復(fù)合膜分別在環(huán)境溫度為室溫、300℃、600℃進(jìn)行了摩擦測(cè)試,發(fā)現(xiàn)該復(fù)合膜在600℃時(shí)的摩擦系數(shù)最低,在300℃最高。600℃的復(fù)合膜磨損率高于300℃。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.2
【圖文】：

2圖 1.1 薄膜生長(zhǎng)的沉積步驟ig1.1 Steps involved in the condensation of a vapor during film g

薄膜的生長(zhǎng)模式

圖 1.3 典型的納米復(fù)合膜結(jié)構(gòu)示意圖ig1.3 Schematic structure of superhard nano-composite 致硬機(jī)理的致硬機(jī)理主要有四種：細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 喻利花;趙強(qiáng);馬冰洋;許俊華;;B靶功率對(duì)ZrBN復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及摩擦性能的影響[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2013年05期

2 許俊華;鞠洪博;喻利花;;Mo含量對(duì)TiMoN薄膜微觀組織和摩擦磨損性能的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2012年09期

3 孔明;趙文濟(jì);烏曉燕;魏侖;李戈揚(yáng);;TiN／Si_3N_4納米晶復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化機(jī)制[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2007年03期

4 杜會(huì)靜;田永君;;超硬納米多層膜致硬機(jī)理研究[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2006年04期

5 羅德福;;高速高效切削加工技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng);2006年03期

6 趙海波;國(guó)內(nèi)外切削刀具涂層技術(shù)發(fā)展綜述[J];工具技術(shù);2002年02期

本文編號(hào)：2777512