過渡金屬碳化物（TMC）和氮化物（TMN）薄膜由于具有高硬度、高熔點、高耐磨、耐腐蝕、良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等,一直以來被作為硬質(zhì)保護(hù)薄膜材料廣泛應(yīng)用于航空航天、模具工業(yè)、切削刀具以及地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。隨著機(jī)械加工制造技術(shù)的快速發(fā)展以及材料使用環(huán)境的復(fù)雜程度不斷提高,對于過渡金屬碳化物和氮化物薄膜材料的綜合性能也提出了更高的要求,需進(jìn)一步提高其硬度和韌性并改善其摩擦磨損性能。一般情況下,材料硬度的提高會在一定的程度上增加其脆性,削弱其韌性,亟待探索在過渡金屬碳化物和氮化物薄膜中獲得強韌化的方法。此外,開啟摩擦過程中的摩擦化學(xué)反應(yīng)在薄膜表面形成具有自潤滑特性的轉(zhuǎn)移膜是降低摩擦系數(shù)的重要手段。摻雜作為一種非常普遍的調(diào)控過渡金屬碳化物和氮化物薄膜中電子結(jié)構(gòu)和改善其性能的方法,而對于稀貴金屬元素?fù)诫s的作用機(jī)理尚未闡明。所以,本文利用磁控共濺射設(shè)備通過Au和Ce的摻雜,以實現(xiàn)過渡金屬碳化物和氮化物薄膜的高硬度、高韌性、高耐磨和低摩擦為目的,對薄膜材料進(jìn)行設(shè)計和制備,并對其微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和摩擦磨損性能進(jìn)行研究,得出以下結(jié)論:1.利用磁控濺射設(shè)備分別向TaC和TaN中摻入金屬Au,制備了Ta-... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳化物晶體結(jié)構(gòu)示意圖：NaCl型晶體結(jié)構(gòu)（左）和Cr23C6晶體結(jié)構(gòu)

第一章緒論3圖1.1碳化物晶體結(jié)構(gòu)示意圖：NaCl型晶體結(jié)構(gòu)（左）和Cr23C6晶體結(jié)構(gòu)（右）[5]。Fig.1.1Schematicdiagramofcarbidecrystalstructure，NaCltypestructureontheleftandCr23C6structureontheright.圖1.2過渡金屬碳化物實驗和模擬的數(shù)據(jù)，實驗的形成焓（a）以及金屬元素與碳元素的鍵合強度（b）[6,7]。Fig.1.2Experimentalandsimulateddataonthestabilityof3dtransition-metalcarbides.Experimentalformationenthalpiesforanumberoftransition-metalcarbides(a).Calculatedvariationsinthemetal–carbonbondenergyforthe3delementsintheNaClstructure(b).圖1.3元素周期表，根據(jù)碳的親和力形成了不同類型的更強或更弱的碳化物形成元

第一章緒論3圖1.1碳化物晶體結(jié)構(gòu)示意圖：NaCl型晶體結(jié)構(gòu)（左）和Cr23C6晶體結(jié)構(gòu)（右）[5]。Fig.1.1Schematicdiagramofcarbidecrystalstructure，NaCltypestructureontheleftandCr23C6structureontheright.圖1.2過渡金屬碳化物實驗和模擬的數(shù)據(jù)，實驗的形成焓（a）以及金屬元素與碳元素的鍵合強度（b）[6,7]。Fig.1.2Experimentalandsimulateddataonthestabilityof3dtransition-metalcarbides.Experimentalformationenthalpiesforanumberoftransition-metalcarbides(a).Calculatedvariationsinthemetal–carbonbondenergyforthe3delementsintheNaClstructure(b).圖1.3元素周期表，根據(jù)碳的親和力形成了不同類型的更強或更弱的碳化物形成元


本文編號：3002458