本文關(guān)鍵詞：TiAlSi復(fù)合陰極放電及成膜工藝研究

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【摘要】：涂層技術(shù)在刀具制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,涂層材料須具有硬度高、耐磨性好、耐熱耐氧化、摩擦因數(shù)低,以及與基體結(jié)合力強(qiáng)等要求。本文使用電磁冷坩堝設(shè)備熔煉TiAlSi靶材,應(yīng)用等離子體浸沒(méi)離子注入與沉積技術(shù)(PIIID)使用TiAlSi復(fù)合陰極靶材制備TiAlSi N涂層,并且使用PSM003質(zhì)譜儀對(duì)涂層制備過(guò)程中等離子體的成分進(jìn)行測(cè)量。對(duì)TiAlSi N涂層制備過(guò)程中從靶材、等離子體到涂層各狀態(tài)的成分進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比,分析成分變化規(guī)律;研究不同工藝參數(shù)對(duì)等離子體成分的影響情況。使用金相顯微鏡、XRD、EDS、顯微硬度、納米壓痕等分析測(cè)試手段對(duì)熔煉產(chǎn)物和涂層的金相組織、物相組成、成分組成、硬度等進(jìn)行了分析。使用水冷銅坩堝設(shè)備熔煉制備TiAlSi復(fù)合陰極靶材,坩堝內(nèi)物料全部熔化之后,將功率保持在42k W左右使坩堝內(nèi)熔體攪拌15min,可得到成分均勻的熔體,且熔煉產(chǎn)物成分與所加原材料成分基本保持一致,Ti元素含量有少量降低,Al、Si元素有少量增加。TiAlSi熔煉產(chǎn)物中有Ti、Al、Ti Al、Ti3Si5、Al3.21Si0.47、Al0.3Ti1.7、Al2.4Si0.6Ti等物相,且不同化學(xué)成分的熔煉產(chǎn)物中,物相種類(lèi)沒(méi)有差別。硬度值分布在3300~3800HK范圍內(nèi),數(shù)值具體大小與物相組成有關(guān)。使用質(zhì)譜儀測(cè)得TiAlSi陰極等離子體的離子量分布圖,發(fā)現(xiàn)不同成分的TiAlSi陰極等離子中,離子種類(lèi)基本相同,非金屬離子主要有N+、OH+、少量H2O+、Si+,金屬離子的存在形式主要有Ti+、Ti2+、Al+,還有少部分Ti元素以Ti N+形式存在。等離子體中Ti、Al、Si三種元素的相對(duì)含量與陰極成分相比,Ti元素含量明顯增加,Al、Si元素含量明顯降低。隨電流增加,等離子體中各離子量呈現(xiàn)增加趨勢(shì),隨氣壓增加,等離子體中各離子量呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),對(duì)應(yīng)某一氣壓值存在峰值。使用等離子體浸沒(méi)離子注入與沉積設(shè)備制備得到TiAlSi N涂層,涂層成分比較均勻,涂層成分中三種元素的相對(duì)含量與等離子體成分相比,Al、Si元素的相對(duì)含量明顯增加,Ti元素的相對(duì)含量明顯降低。涂層的納米硬度在16~18GPa范圍內(nèi),彈性模量在250~300GPa范圍內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

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1 聶麗芳;劉俊成;張玉軍;董艷;;浸滲法制備固體氧化物燃料電池復(fù)合陰極研究進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);2012年04期

2 李艷;呂U，

本文編號(hào)：1232158