鋁合金具有低密度、高比強(qiáng)度且易成型加工等優(yōu)良性能,在建筑、航空、航海和軌道交通等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,但是鋁合金硬度低、特殊工況下抗蝕性差的特點(diǎn),嚴(yán)重限制了其在生產(chǎn)實(shí)踐中的進(jìn)一步應(yīng)用。CrAlN薄膜作為三元硬質(zhì)薄膜,而且含有抗熱蝕元素Cr,是一種既耐磨又抗熱蝕的智能薄膜。因此,對鋁合金表面進(jìn)行CrAlN薄膜應(yīng)用改性,使其表面具有高耐磨性、耐高溫腐蝕的特性是目前鋁合金表面薄膜改性的一個重要研究方向。然而,鋁合金表面易氧化以及與CrAlN薄膜在力學(xué)與熱物性的不適配等問題,都會阻礙鋁合金表面CrAlN薄膜的生長和結(jié)合。因此,如何在鋁合金表面獲得均勻致密且高膜基結(jié)合力的薄膜是鋁合金表面CrAlN薄膜改性的研究重點(diǎn)。本文采用磁過濾陰極真空弧技術(shù)（FCVA）在鋁合金表面制備了一系列不同工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CrAlN薄膜,并從工藝參數(shù)（氮?dú)鈮骸⒒棕?fù)偏壓）、梯度結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個方面研究其對CrAlN薄膜物相、形貌和膜基結(jié)合力的影響。獲得結(jié)論如下:1.所有薄膜呈現(xiàn)c-CrAlN面心立方結(jié)構(gòu),薄膜主要包含AlN相、CrN相和Cr₂N相,隨著氮?dú)鈮汉突棕?fù)偏壓的上升,薄膜的主... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：70 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 鋁合金表面處理手段
        1.2.1 陽極氧化
        1.2.2 電鍍
        1.2.3 微弧氧化
        1.2.4 熱噴涂
        1.2.5 激光處理法
        1.2.6 化學(xué)氣相沉積法
        1.2.7 物理氣相沉積法
    1.3 CrAlN薄膜材料的研究進(jìn)展
    1.4 鋁合金表面沉積硬質(zhì)薄膜的研究現(xiàn)狀
    1.5 研究思路及內(nèi)容
第2章 薄膜制備與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 鍍膜設(shè)備簡介
    2.3 鍍膜原理
    2.4 實(shí)驗(yàn)制備流程
    2.5 薄膜表征
        2.5.1 物相分析
        2.5.2 形貌
        2.5.3 化學(xué)鍵態(tài)
        2.5.4 硬度和彈性模量
        2.5.5 薄膜內(nèi)應(yīng)力
        2.5.6 結(jié)合強(qiáng)度
第3章 工藝參數(shù)對CrAlN薄膜成分、結(jié)構(gòu)及性能的影響
    3.1 引言
    3.2 氮?dú)鈮簩rAlN薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        3.2.1 物相形貌分析
        3.2.2 薄膜內(nèi)應(yīng)力
        3.2.3 力學(xué)性能研究
        3.2.4 界面結(jié)合性能
    3.3 基底負(fù)偏壓對CrAlN薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        3.3.1 物相形貌分析
        3.3.2 薄膜內(nèi)應(yīng)力
        3.3.3 力學(xué)性能研究
        3.3.4 界面結(jié)合性能
    3.4 小結(jié)
第4章 氮含量梯度設(shè)計(jì)對CrAlN薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.2.1 物相形貌分析
        4.2.2 薄膜內(nèi)應(yīng)力
        4.2.3 力學(xué)性能研究
        4.2.4 界面結(jié)合性能
    4.3 小結(jié)
第5章 多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對CrAl/CrAlN薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.2.1 物相形貌分析
        5.2.2 薄膜內(nèi)應(yīng)力
        5.2.3 力學(xué)性能研究
        5.2.4 界面結(jié)合性能
    5.3 小結(jié)
第6章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海洋環(huán)境中鋁合金表面改性涂層的電化學(xué)性能[J]. 李曉娟,劉棟,劉哲,李秉忠.  表面技術(shù). 2018(01)
[2]Influence of Al Content on the Microstructure and Properties of the Cr Al N Coatings Deposited by Arc Ion Plating[J]. Qi-Xiang Fan,Jiao-Jiao Zhang,Zheng-Huan Wu,Yan-Mei Liu,Tao Zhang,Bing Yan,Tie-Gang Wang.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(12)
[3]CrAlN/VN多層膜調(diào)制周期對膜層性能的影響[J]. 李大洋,婁長勝,張罡.  沈陽理工大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]磁過濾電弧離子鍍制備TiAlN涂層的結(jié)構(gòu)與性能表征[J]. 陳磊,裴志亮,肖金泉,宮駿,孫超.  中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報. 2017(03)
[5]Al含量及厚度對不銹鋼基體上TiAlN涂層力學(xué)性能的影響[J]. 趙升升,郎文昌.  深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2016(05)
[6]多弧離子鍍TiAlZrCr/（Ti,Al,Zr,Cr）N梯度膜的微觀結(jié)構(gòu)與耐磨損性能[J]. 趙時璐,張震,張鈞,王建明,張正貴.  金屬學(xué)報. 2016(06)
[7]調(diào)制周期對CrAlN/ZrN納米多層膜韌性的影響[J]. 張文勇,孫德恩,裴晨蕊,張世宏,黃佳木.  表面技術(shù). 2016(01)
[8]陽極氧化層對活塞熱負(fù)荷的影響研究[J]. 王毅,楊靖,張?jiān)骑w,劉凱敏,鄧幫林,馮仁華.  中國機(jī)械工程. 2015(09)
[9]鋁及鋁合金電鍍研究進(jìn)展[J]. 蔡婷婷,王兆文.  有色礦冶. 2013(06)
[10]氮化物硬質(zhì)薄膜殘余應(yīng)力的研究進(jìn)展[J]. 趙升升.  深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2013(03)

碩士論文
[1]磁場增強(qiáng)多弧離子鍍CrAlN薄膜制備工藝及組織性能研究[D]. 李永健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]WS2及C摻雜TiAlSiN復(fù)合膜制備工藝及性能研究[D]. 姜巍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]ZL109鋁合金表面離子鍍TiN膜的工藝及性能研究[D]. 王自榮.武漢科技大學(xué) 2010
[4]鋁合金襯底電弧離子鍍氮化物膜層的研究[D]. 靳偉.沈陽工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3181273