本文關鍵詞：TiZrN硬質(zhì)膜組元配比對組織與性能的影響規(guī)律研究

  更多相關文章： 多弧離子鍍 (TiZr)N硬質(zhì)膜 相結(jié)構 膜/基附著力 硬度 抗熱震性

【摘要】：本試驗采用多弧離子鍍技術,選取Ti單質(zhì)靶、Zr單質(zhì)靶和Ti-Zr合金靶三種靶材,對其中的每兩種靶材,即以Ti-Zr合金靶與Ti單質(zhì)靶、Ti-Zr合金靶與Zr單質(zhì)靶、Ti單質(zhì)靶和Zr單質(zhì)靶在高速鋼表面上進行一系列的鍍膜試驗。在偏壓和氮氣分壓一定的條件下,通過改變兩個靶的電流進而獲得不同成分含量的(TiZr)N硬質(zhì)膜。采用配有能譜的場發(fā)射掃描電鏡(SEM)對膜層表面和斷面的成分以及表面和斷面形貌進行檢測和表征;利用納米壓痕儀測量(TiZr)N膜層的顯微硬度;(TiZr)N膜層的膜/基附著力則通過膜層附著力劃痕儀來測試;利用X射線衍射(XRD)分析檢測(TiZr)N膜層的相結(jié)構;膜層的抗熱震性則是在SG2-5-12電阻爐中600℃下進行試驗測試。試驗中,在不同靶材、不同靶電流的條件下獲得了具有不同Zr含量比例的(TiZr)N膜層。膜層斷面觀察顯示出(TiZr)N膜層的厚度在1.0~1.3μm,膜層斷面的顯微組織為細小的柱狀晶,并且發(fā)現(xiàn)(TiZr)N膜層的斷面成分分布呈一定的規(guī)律。通過XRD分析,在不同成分下(TiZr)N的相結(jié)構均具有面心立方結(jié)構,擇優(yōu)生長取向為(111)或是(111)和(220)。(TiZr)N膜層的硬度隨著化學成分的變化出現(xiàn)兩次波峰,一次波谷,波谷位置的成分在50%左右。(TiZr)N膜與基體附著力較好,摩擦系數(shù)范圍為0.25~0.55。(TiZr)N膜層表面的液滴數(shù)量越少,液滴尺度越小,相應地,膜層的摩擦系數(shù)也較小,摩擦系數(shù)曲線呈現(xiàn)為比較平滑特征。(TiZr)N膜在經(jīng)過多次溫度為600℃、時間為15min的熱震試驗之后出現(xiàn)了微小裂紋,在繼續(xù)的熱震試驗后依次看到膜層表面裂紋發(fā)展和延伸,直至膜層剝落,抗熱震試驗結(jié)果顯示(TiZr)N膜層的抗熱震及抗高溫氧化性能比較差。
【關鍵詞】：多弧離子鍍 (TiZr)N硬質(zhì)膜 相結(jié)構 膜/基附著力 硬度 抗熱震性
【學位授予單位】：沈陽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 氮化物硬質(zhì)膜簡介10-17
• 1.1.1 二元氮化物硬質(zhì)膜10-14
• 1.1.2 三元氮化物硬質(zhì)膜14-17
• 1.2（Ti,Zr）N硬質(zhì)膜的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 本課題的研究目標和主要研究內(nèi)容20-22
• 1.3.1 本課題的研究目標20-21
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 試驗材料及研究方法22-28
• 2.1 試驗設備22-23
• 2.2 試驗材料23-24
• 2.2.1 靶材和基體的選取23
• 2.2.2 基體材料預處理23-24
• 2.3 (TiZr)N膜的沉積方法及工藝制定24-26
• 2.3.1 工藝參數(shù)對膜層的影響作用24-25
• 2.3.2 (TiZr)N膜的沉積方法及工藝制定25-26
• 2.4 (TiZr)N膜的組織、成分及相結(jié)構測試26
• 2.4.1 膜層組織與成分的測試26
• 2.4.2 膜層的相結(jié)構測試26
• 2.5 膜層硬度、模量、結(jié)合力及抗熱震性能測試26-28
• 第3章 (TiZr)N膜層表面與斷面分析28-42
• 3.1 (TiZr)N膜表面成分分析28-30
• 3.2 Zr含量對(TiZr)N膜表面形貌的影響30-33
• 3.3 (TiZr)N膜表面液滴分析33-35
• 3.4 (TiZr)N膜斷面形貌35-38
• 3.5 (TiZr)N膜斷面成分分布38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 第4章 (TiZr)N硬質(zhì)膜的相結(jié)構42-53
• 4.1 (TiZr)N膜的相結(jié)構檢測結(jié)果及標定42-48
• 4.2 (TiZr)N膜的晶格常數(shù)變化規(guī)律48-50
• 4.3 (TiZr)N膜相結(jié)構及擇優(yōu)取向的再討論50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 (TiZr)N膜的力學性能與熱震性53-72
• 5.1 (TiZr)N膜的硬度53-57
• 5.2 (TiZr)N膜層的膜/基附著力與耐磨性57-63
• 5.3 (TiZr)N膜的抗熱震性能63-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第6章 結(jié)論72-73
• 參考文獻73-76
• 在學研究成果76-77
• 致謝77-78

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本文編號：1088342