本文關(guān)鍵詞：TiN涂層和TiAlN涂層結(jié)合強度及抗氧化性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中南大學(xué)》 2014年

TiN涂層和TiAlN涂層結(jié)合強度及抗氧化性能的研究

黃珂  

【摘要】：本文采用磁控濺射鍍在不銹鋼表面制備了TiAlN涂層及TiN涂層,利用用壓痕實驗及劃痕實驗對涂層的結(jié)合強度和失效機制進行了對比分析,利用多道次劃痕實驗和摩擦實驗對涂層的耐磨性進行了分析,利用高溫氧化實驗對涂層的氧化行為及抗氧化性能進行了分析。主要研究成果有： 1.通過磁控濺射鍍在304不銹鋼表面制備了TiAlN涂層和TiN涂層,涂層均勻致密,其中,TiAlN涂層的納米硬度為2781HV, TiN涂層的納米硬度為2172HV,因為Al的加入使得TiAlN涂層的強度得到顯著提升。 2.壓痕實驗表明在不銹鋼表面制備的TiN涂層和TiAlN涂層都具有足夠的強度。劃痕實驗中,TiN涂層的臨界載荷是8N, TiAlN涂層的臨界載荷是13N, TiAlN涂層具有更好的結(jié)合力。 3.在工件表面制備TiAlN涂層可以明顯的提高工件的摩擦性能,延長使用壽命。TiAlN涂層擁有與TiN涂層相近的摩擦系數(shù),但是由于TiAlN涂層硬度明顯高于TiN涂層,其具有更加優(yōu)異的耐磨性。 4.TiN是有強烈的沿(111)面的擇優(yōu)取向,屬于典型的NaCl結(jié)構(gòu),而Al原子取代部分Ti原子形成TiAlN后,晶格發(fā)生畸變,涂層的(111)面擇優(yōu)取向減弱。 5.TiN涂層的高溫氧化性能較差,在500℃時,即發(fā)生氧化,生成TiO2的氧化膜不具有致密性,因而對涂層缺乏保護作用。而在TiAlN涂層中,在高溫下涂層中會發(fā)生A1原子的向外擴散,在涂層表面生成了一層致密連續(xù)的A1203的氧化膜,可以有效阻止O原子向涂層內(nèi)部的擴散,對涂層起到了很好的保護作用,使得TiAlN涂層在900℃時才會發(fā)生明顯的氧化現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

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本文編號：209879