發(fā)布時(shí)間：2021-04-04 02:24

　　氧化鋁因其優(yōu)異的性能被廣泛用作高速切削刀具的涂層材料。由于涂層與基底材料的性能差異,尤其是熱膨脹系數(shù)的差異,涂層內(nèi)不可避免地存在影響其服役性能的殘余應(yīng)力。微拉曼光譜法是一種有潛力的涂層殘余應(yīng)力測(cè)量手段,然而將其應(yīng)用于氧化鋁涂層的殘余應(yīng)力測(cè)量,還有一些基礎(chǔ)性的問題有待解決。本文針對(duì)氧化鋁涂層殘余應(yīng)力拉曼光譜測(cè)量理論及其應(yīng)用開展了研究。本文首先在氧化鋁材料缺少晶格動(dòng)力學(xué)方程的背景下,結(jié)合單晶氧化鋁主晶軸的壓電光譜系數(shù)及歐拉旋轉(zhuǎn)矩陣,推導(dǎo)出了任意取向氧化鋁涂層的拉曼頻移-應(yīng)力分量理論關(guān)系式。期間,結(jié)合氧化鋁的拉曼張量和偏振特性,計(jì)算出了不同偏振配置下拉曼振動(dòng)模的可見性;推導(dǎo)了不同激光入射方向下偏振拉曼強(qiáng)度和晶體歐拉角之間的關(guān)系;給出了根據(jù)密勒指數(shù)確定晶體歐拉角的方法,從而給出了確定理論關(guān)系式中的待定系數(shù)的方法。針對(duì)具有特定織構(gòu)的取向氧化鋁涂層材料,本文確定出了氧化鋁涂層表面和截面測(cè)量的拉曼頻移-平面應(yīng)力分量定量關(guān)系式。分別根據(jù)密勒指數(shù)與晶體歐拉角的關(guān)系、不同激光入射方向下偏振拉曼強(qiáng)度與歐拉角的關(guān)系以及CAD幾何圖解法,計(jì)算、測(cè)量得到了樣品表面和截面的歐拉角,結(jié)合單晶氧化鋁不同晶軸對(duì)應(yīng)的壓譜系... 

【文章來源】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基底-涂層體系撓曲示意圖

膜厚度遠(yuǎn)小于基底厚度。底與薄膜的彈性模量相近。均質(zhì)的、各向同性的、線彈性的，且基底初始狀各向同性的，薄膜殘余應(yīng)力為雙軸應(yīng)力。力沿厚度方向均勻分布。且薄膜邊緣部分對(duì)應(yīng)力的影響非常微小。可以看出，對(duì)于各向異性涂層，基底曲率法并不殘余應(yīng)力沿厚度方向的變化，更無法獲得面內(nèi)的X 射線衍射法是一種常用的殘余應(yīng)力測(cè)量方法[2體上時(shí)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，引發(fā)的點(diǎn)陣間距變化導(dǎo)致最終把彈性應(yīng)變轉(zhuǎn)化成為平均應(yīng)力值。圖 1-2 簡

圖 1-3 入射光散射示意圖散射光比瑞利光頻率小，為（v0-v）；（v0-v）。斯托克斯線和反斯托克斯線()()0000v = v+v v=v v v轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)能級(jí)有關(guān)，不同物質(zhì)具有不[28]。一張完整的拉曼光譜圖橫坐標(biāo)代表ber）來表示，單位為 cm-1，縱坐標(biāo)代表峰對(duì)應(yīng)的橫、縱坐標(biāo)代表了該材料相應(yīng)或壓縮殘余應(yīng)力時(shí)，分子或原子的鍵長加，分子或原子的振動(dòng)頻率將減少或增。測(cè)量的研究現(xiàn)狀

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]原子層沉積氧化鋁包覆羰基鐵粉的抗腐蝕性及吸波性能[J]. 劉彥峰,李磊削,王韞宇,李昌烽.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2017(07)
[2]低殘余應(yīng)力HFCVD硼摻雜金剛石薄膜的制備與圖形化研究[J]. 趙天奇,王新昶,孫方宏.  金剛石與磨料磨具工程. 2017(01)
[3]熱噴涂層殘余應(yīng)力影響因素的研究[J]. 王賀權(quán),趙士琦,張佳平,蘆國強(qiáng),袁福河.  真空. 2016(02)
[4]微噴砂后處理工藝對(duì)涂層刀具性能的影響規(guī)律[J]. 徐培利,劉戰(zhàn)強(qiáng).  現(xiàn)代制造工程. 2015(07)
[5]X射線衍射殘余應(yīng)力測(cè)試方法及應(yīng)用[J]. 于康,孫亞非,陳曉江.  火箭推進(jìn). 2015(02)
[6]Mechanical behavior study of microdevice and nanomaterials by Raman spectroscopy:a review[J]. Wei Qiu,Yi-Lan Kang.  Chinese Science Bulletin. 2014(23)
[7]拉曼光譜技術(shù)在聚合物研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 胡成龍,陳韶云,陳建,張衛(wèi)紅,陳旭東.  高分子通報(bào). 2014(03)
[8]中子輻照α-Al2O3單晶的光學(xué)性質(zhì)研究[J]. 祝威,黃麗,陳敬,侯貝貝,王鵬飛,阮永豐.  人工晶體學(xué)報(bào). 2012(04)
[9]熱軋組織對(duì)冷軋無取向硅鋼退火織構(gòu)及組織的影響[J]. 金自力,任慧平,李偉,李一鳴.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]拉曼光譜法研究微晶硅薄膜應(yīng)力梯度[J]. 王建軍,陳花.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(23)

博士論文
[1]硬質(zhì)合金刀具TiN-TiCN-Al2O3-TiN多層復(fù)合涂層制備與組織性能研究[D]. 陳響明.中南大學(xué) 2012

碩士論文
[1]TiAlN刀具涂層的微噴砂加工表面完整性研究[D]. 徐培利.山東大學(xué) 2016
[2]拉曼Mapping成像法研究PS/PVME共混體系相分離的相態(tài)結(jié)構(gòu)及進(jìn)程標(biāo)度[D]. 黎青霞.西南大學(xué) 2015
[3]拉曼光譜檢測(cè)中熒光抑制方法的研究[D]. 鄒文龍.蘇州大學(xué) 2011
[4]防垢耐蝕耐磨涂層的制備與性能研究[D]. 王瑞英.中國石油大學(xué) 2010
[5]奧氏體不銹鋼A304晶界特征與晶界強(qiáng)度的關(guān)系[D]. 鄭磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[6]刀具涂層材料與涂層刀具的應(yīng)用[D]. 楊麗娟.青島大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3117553