過渡族金屬氮化物以其優(yōu)異的力學(xué)及摩擦磨損性能,在諸如刀具涂層等領(lǐng)域占據(jù)著一席之地。本文以ZrN和TaVN復(fù)合膜為研究對象,以提升寬溫度條件下薄膜綜合性能為目標(biāo),通過加入貴金屬元素Cu、Ag改良薄膜的變溫條件下的摩擦磨損性能。旨在優(yōu)化現(xiàn)有薄膜設(shè)計的準則,制備出良好摩擦磨損性能的過渡族金屬氮化物薄膜。采用射頻磁控濺射法,制備了一系列不同Cu含量的ZrN-Cu復(fù)合膜,不同Ag含量的ZrN-Ag復(fù)合膜以及不同Ag含量的TaVN-Ag復(fù)合膜。利用X射線衍射儀,能譜儀,掃描電子顯微鏡,高分辨透射電子顯微鏡,納米壓痕儀,摩擦磨損試驗機,臺階儀,拉曼光譜儀對薄膜的微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能以及摩擦磨損性能進行表征。研究結(jié)果如下:對不同Cu含量的ZrN-Cu復(fù)合膜的研究結(jié)果表明:ZrN-Cu復(fù)合膜是由fcc-ZrN和fcc-Cu組成,沿（111）擇優(yōu)生長。ZrN-Cu復(fù)合膜的硬度隨著Cu含量的增加呈先增加后減小的趨勢。當(dāng)Cu含量為16 at.%時,復(fù)合膜的硬度達到最大值為34.6GPa。室溫下,復(fù)合膜ZrN-Cu的摩擦系數(shù)低于ZrN薄膜。當(dāng)Cu含量低于39 at.%時,ZrN-Cu復(fù)合膜的磨損率低于ZrN薄膜。設(shè)... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：92 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 Zr-N系納米硬質(zhì)薄膜
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 薄膜制備技術(shù)
        1.2.3 Zr-N系多元涂層的研究現(xiàn)狀與進展
    1.3 自適應(yīng)氮化物基薄膜的摩擦磨損研究進展與現(xiàn)狀
    1.4 強化機制
    1.5 摩擦磨損基礎(chǔ)理論研究
    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
    2.1 引言
    2.2 薄膜的制備與設(shè)備
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 制備設(shè)備
        2.2.3 鍍膜基片的處理方法
    2.3 薄膜的表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 能量色散譜儀(EDS)
        2.3.4 X射線衍射(XRD)
        2.3.5 納米力學(xué)測試系統(tǒng)
        2.3.6 摩擦磨損試驗機
        2.3.7 三維形貌儀
第3章 ZrN-Cu納米復(fù)合膜的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 薄膜制備及表征
        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 成分及微結(jié)構(gòu)
        3.3.2 力學(xué)性能
        3.3.3 摩擦磨損性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 ZrN-Ag納米復(fù)合膜的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 薄膜制備及表征
        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 成分及微結(jié)構(gòu)
        4.3.2 力學(xué)性能
        4.3.3 摩擦磨損性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 TaVN-Ag納米復(fù)合膜的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 薄膜制備及表征
        5.2.1 薄膜制備
        5.2.2 薄膜表征
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 成分及微結(jié)構(gòu)
        5.3.2 力學(xué)性能
        5.3.3 膜基結(jié)合力
        5.3.4 摩擦磨損性能
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]TaN-基納米復(fù)合膜和多層膜的微結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 薛雅平.江蘇科技大學(xué) 2013
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[3]ZrN/Al-Si-N多層膜與Al-Si-C-N復(fù)合膜的制備及性能研究[D]. 吳化勝.江蘇科技大學(xué) 2011
[4]PTFE基金屬復(fù)合材料的摩擦磨損性能研究[D]. 施梅勤.浙江工業(yè)大學(xué) 2005
[5]沖擊磨料磨損機理研究[D]. 王猷.昆明理工大學(xué) 2003



本文編號：3445770