本文采用JGP-450多靶反應(yīng)射頻磁控濺射設(shè)備制備了不同氮氬比下的TiN薄膜、不同W含量的Ti-W-N薄膜以及不同V含量的Ti-W-V-N薄膜。利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS）、透射電鏡（TEM）、納米壓痕儀、高溫摩擦磨損試驗機和表面輪廓儀對所制備的薄膜的相結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、力學(xué)性能和摩擦磨損性能進行研究表征。利用第一性原理計算了不同氮氬比下TiN相的形成能以及少量W在TiN晶胞中的可能存在形式。主要結(jié)果如下:對于不同氮氬比下的TiN薄膜的研究表明:三種不同氮氬比下制備出的TiN薄膜均呈面心立方結(jié)構(gòu);第一性原理計算結(jié)果表明,完整TiN的形成能最低,其相結(jié)構(gòu)也最穩(wěn)定。隨著氮氬流量比（N₂/Ar）的增加,相的形成能逐漸增大,穩(wěn)定性也逐漸降低。不同氮氬比下的TiN薄膜硬度在17-18 GPa范圍間波動。室溫下,不同氮氬比下的TiN薄膜的平均摩擦系數(shù)在0.6-0.8之間波動。TiN薄膜的摩擦系數(shù)隨著試驗溫度的升高先增高后降低,磨損率隨著試驗溫度的升高逐漸增高。W被引入二元TiN薄膜中以期改善薄膜的力學(xué)和摩擦磨損性能。對于不同W含量的Ti-W-... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：86 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 固態(tài)潤滑薄膜的研究現(xiàn)狀
    1.3 薄膜的制備方法
    1.4 納米復(fù)合膜
        1.4.1 納米復(fù)合膜概述
        1.4.2 納米復(fù)合膜的硬度強化機制
    1.5 薄膜的生長方式
    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 薄膜的制備與表征方法
    2.1 薄膜的制備方法
        2.1.1 磁控濺射鍍膜的原理
        2.1.2 薄膜的制備設(shè)備
    2.2 薄膜的襯底材料
    2.3 薄膜的表征設(shè)備
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 能量色散譜儀(EDS)
        2.3.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.5 納米力學(xué)綜合測試系統(tǒng)
        2.3.6 摩擦磨損試驗機
        2.3.7 表面輪廓儀
        2.3.8 激光共聚焦掃描顯微鏡(LSCM)
第3章 TiN薄膜的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 TiN薄膜的制備與表征
        3.2.1 TiN薄膜的制備
        3.2.2 TiN薄膜的表征
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 TiN薄膜的成分與微結(jié)構(gòu)
        3.3.2 TiN薄膜的相形成能計算
        3.3.3 TiN薄膜的硬度
        3.3.4 TiN薄膜的室溫摩擦磨損性能
        3.3.5 TiN薄膜的高溫摩擦磨損性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Ti-W-N薄膜的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 Ti-W-N薄膜的制備與表征
        4.2.1 Ti-W-N薄膜的制備
        4.2.2 Ti-W-N薄膜的表征
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 Ti-W-N薄膜的成分與微結(jié)構(gòu)
        4.3.2 Ti-W-N薄膜的缺陷形成能
        4.3.3 Ti-W-N薄膜的力學(xué)性能
        4.3.4 Ti-W-N薄膜的膜基結(jié)合力
        4.3.5 Ti-W-N薄膜的摩擦磨損性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Ti-W-V-N薄膜的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 Ti-W-V-N薄膜的制備與表征
        5.2.1 Ti-W-V-N薄膜的制備
        5.2.2 Ti-W-V-N薄膜的表征
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 Ti-W-V-N薄膜的成分與微結(jié)構(gòu)
        5.3.2 Ti-W-V-N薄膜的力學(xué)性能
        5.3.3 Ti-W-V-N薄膜高溫摩擦磨損性能
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
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】：
期刊論文
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碩士論文
[1]非化學(xué)計量比TiNx的制備及相穩(wěn)定性研究[D]. 石青娟.燕山大學(xué) 2010



本文編號：3217240