發(fā)布時間：2022-02-21 20:21

　　隨著航天航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對一些復(fù)雜工況條件下部件提出了新的要求,以滿足新的工程應(yīng)用。本課題采用等離子體浸沒式離子注入與沉積技術(shù)在TC4鈦合金表面沉積WC摻雜的DLC復(fù)合膜層,以期望進(jìn)一步提升TC4鈦合金材料表面的耐磨性能。分析不同工藝參數(shù)下對膜層耐磨性能產(chǎn)生的影響,并通過膜基結(jié)合力測試、拉曼光譜測試、納米壓痕測試等手段對膜層機(jī)械性能、力學(xué)性能進(jìn)行分析,通過有限元軟件對膜層承載能力進(jìn)行模擬分析。沉積氣壓和主弧脈寬均會對膜層耐磨性能產(chǎn)生一定的影響,沉積氣壓為0.1Pa時,膜層表現(xiàn)出最佳的抗磨能力,摩擦系數(shù)保持在0.1-0.2之間,對磨時間達(dá)到400min膜層開始破裂;主弧脈寬對膜層耐磨性能影響也有類似的趨勢,當(dāng)主弧脈寬為0.5ms時,由于膜層沉積效率較低,得到的膜層相對較薄而很快破裂,主弧脈寬為1ms時,膜層具有良好的耐磨性能,隨著主弧脈寬的進(jìn)一步增大,膜層耐磨性能減弱;在膜層承載能力足夠的條件下,厚度的增加能夠有效提高DLC膜層的使用壽命。劃痕測試表明,不同工藝參數(shù)膜基結(jié)合狀況不同,高膜基結(jié)合力對膜層耐磨性能產(chǎn)生一定的積極作用;納米硬度測試表明不同工藝參數(shù)制的膜層差異性較大,硬度和彈性模... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTARCT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 DLC膜的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
        1.2.2 DLC膜現(xiàn)存問題
        1.2.3 DLC膜摩擦性能
        1.2.4 等離子體浸沒式離子注入與沉積技術(shù)
        1.2.5 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 課題研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及實(shí)驗(yàn)測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方案
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)方案
    2.3 性能測試
        2.3.1 納米壓痕測試
        2.3.2 摩擦磨損測試
        2.3.3 膜基結(jié)合力測試
        2.3.4 超景深三維顯微鏡
        2.3.5 掃描電鏡分析(SEM)
        2.3.6 Raman光譜分析
第3章 薄膜成分測試與分析
    3.1 引言
    3.2 掃描電鏡分析
    3.3 Raman光譜分析
        3.3.1 Raman光譜測試原理
        3.3.2 測試方案結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 WC/DLC膜層的機(jī)械性能研究
    4.1 引言
    4.2 工藝參數(shù)對DLC摩擦磨損的影響
        4.2.1 沉積氣壓對膜層耐磨性能的影響
        4.2.2 主弧脈寬對膜層耐磨性能的影響
        4.2.3 膜層厚度對摩擦磨損性能的影響
    4.3 膜基結(jié)合力測試及結(jié)果分析
        4.3.1 主弧脈寬對膜基結(jié)合力的影響
        4.3.2 沉積氣壓對膜基結(jié)合力的影響
    4.4 納米硬度測試及結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 WC/DLC復(fù)合膜層承載能力研究
    5.1 引言
    5.2 有限元模擬模型的建立
    5.3 有限元模擬計算結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]類金剛石膜超低摩擦行為的研究進(jìn)展[J]. 曾群鋒,曹倩,ERDEMIR Ali,李雙江,朱家寧.  中國表面工程. 2018(04)
[2]Cr基過渡層對鈦合金表面類金剛石薄膜摩擦學(xué)性能的影響[J]. 王軍軍,何浩然,黃偉九,王林青,陳環(huán)谷,王汝強(qiáng),王佳.  中國表面工程. 2018(03)
[3]雙彎管磁過濾陰極真空弧技術(shù)沉積超厚多層鈦摻雜類金剛石膜[J]. 姜其立,王浩琦,周晗,龐盼,劉建武,廖斌.  中國表面工程. 2018(03)
[4]噴砂預(yù)處理鈦合金表面類金剛石薄膜的制備及性能研究[J]. 吾凡別克·巴合提,米拉·巴合提,董棣文,阿依古麗·土爾地,王富國.  北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2017(04)
[5]梯度過渡層對硬質(zhì)合金沉積類金剛石膜的耐磨性影響[J]. 趙佳群,李劉合,景凱,許億,劉紅濤,李光.  表面技術(shù). 2017(01)
[6]類金剛石薄膜摩擦機(jī)理及其摩擦學(xué)性能影響因素的研究現(xiàn)狀[J]. 雍青松,王海斗,徐濱士,馬國政.  機(jī)械工程學(xué)報. 2016(11)
[7]類金剛石薄膜的摩擦性能及其應(yīng)用[J]. 熊禮威,彭環(huán)洋,張瑩,汪建華,崔曉慧.  表面技術(shù). 2016(01)
[8]劃痕法結(jié)合強(qiáng)度臨界載荷值的影響因素分析[J]. 杜軍,王紅美,王鑫.  表面技術(shù). 2015(09)
[9]不同摩擦條件下TC4鈦合金摩擦學(xué)性能研究[J]. 郭華鋒,孫濤,李菊麗.  熱加工工藝. 2014(10)
[10]硬質(zhì)膜層耐磨性測試與表征[J]. 呂會敏,張鈞.  材料導(dǎo)報. 2011(05)

博士論文
[1]納米壓痕法表征金屬薄膜材料的力學(xué)性能[D]. 馬增勝.湘潭大學(xué) 2011
[2]離子注入對DLC膜基的改性研究[D]. 徐鳴.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]鈦摻雜類金剛石膜的摩擦學(xué)行為研究[D]. 高功申.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2010
[2]小模數(shù)精密齒輪PIII&D復(fù)合強(qiáng)化處理工藝研究[D]. 宋曉航.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[3]含鈦GDL-4工具鋼的組織與性能[D]. 李光新.貴州大學(xué) 2008
[4]Ti/DLC和W/DLC納米多層膜PIIID制備技術(shù)研究[D]. 解志文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[5]應(yīng)用納米壓痕技術(shù)研究表面納米結(jié)構(gòu)力學(xué)性能[D]. 郎風(fēng)超.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3637978