本文關(guān)鍵詞：TC4合金表面等離子滲CrN涂層及其性能研究

  更多相關(guān)文章： CrN涂層 韌性 磨損性能 腐蝕性能

【摘要】：在結(jié)構(gòu)材料中,鈦合金極為重要,其優(yōu)勢包括優(yōu)異的生物相容性,并且有較高的比強度,密度小,具備極佳的抗腐蝕能力,也正是因為這樣,鈦合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、石油化工領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域等都有很廣的應(yīng)用。不過,鈦合金也有不足之處,比如其高溫抗氧化性不好,耐磨性較差等,而這些不足之處使得其應(yīng)用受到了限制,通過表面改性技術(shù)來提升鈦合金的性能,已成為有效途徑。過渡族金屬氮化物涂層因為具有硬度高、耐磨損性能好等優(yōu)勢,成為當代材料表面涂層中研究的熱點。其中CrN涂層作為一種新型硬質(zhì)涂層,因其熱穩(wěn)定性、沉積溫度、良好的抗腐蝕性和優(yōu)秀的抗磨損性能磨損性能使得加工行業(yè)也青睞于該涂層材料。本文所進行的研究是通過雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)在TC4合金表面制備出膜基結(jié)合良好、性能優(yōu)異CrN涂層,以改善TC4合金使用性能。通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)及X射線能譜儀(EDS)對涂層的相組成、微觀組織結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分進行觀察與分析。利用自動劃痕儀、納米壓痕儀、球一盤式摩擦磨損試驗機對涂層的力學(xué)性能進行研究,采用電化學(xué)測試技術(shù)對涂層的抗腐蝕性能進行測試。XRD結(jié)果表明:涂層的相組成為CrN單相。SEM表明:涂層沉積厚度較厚,大約為16μm,涂層組織很平整,和基體結(jié)合力強,其表面幾乎沒有空洞,也沒有凸起等問題。劃痕法以及維氏壓痕法對涂層的力學(xué)行為進行測定結(jié)果表明:涂層的添加,使基體的硬度與韌性明顯提高。涂層在室溫下摩擦磨損性能測定結(jié)果表明:涂層可以讓基體具有更強的抗摩擦、抗磨損能力。根據(jù)涂層在3.5wt.%NaCl溶液里所表現(xiàn)出的腐蝕性能來看,涂層使基體的耐腐蝕性能得到了提高。
【關(guān)鍵詞】：CrN涂層 韌性 磨損性能 腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 硬質(zhì)涂層的制備14-18
• 1.2.1 化學(xué)氣相沉積法14-15
• 1.2.2 物理氣相沉積法15-17
• 1.2.3 離子注入17
• 1.2.4 激光表面處理17-18
• 1.3 雙陰極等離子滲金屬技術(shù)18-20
• 1.3.1 雙陰極等離子濺射技術(shù)基本原理18-20
• 1.4 氮化鉻研究進展20-22
• 1.4.1 氮化鉻涂層概況20
• 1.4.2 Cr-N二元系20-21
• 1.4.3 Cr-N多元系21
• 1.4.4 Cr-N梯度多元多層系21-22
• 1.5 CrN涂層的應(yīng)用現(xiàn)狀22-23
• 1.6 課題研究內(nèi)容23-25
• 第2章 實驗材料與實驗方案25-33
• 2.1 實驗材料及預(yù)處理25
• 2.2 實驗設(shè)備及操作步驟25-27
• 2.3 分析方法及手段27-33
• 2.3.1 相組成及微觀組織分析27
• 2.3.2 劃痕測試27-28
• 2.3.3 涂層韌性測試28
• 2.3.4 涂層的納米壓入測試28-29
• 2.3.5 磨損性能測試29-30
• 2.3.6 電化學(xué)性能測試30-32
• 2.3.7 X射線光電子能譜測試32-33
• 第3章 CrN涂層的組織與機械性能分析33-45
• 3.1 本章提要33
• 3.2 CrN涂層組織分析33-34
• 3.2.1 CrN涂層XRD分析33-34
• 3.2.2 CrN涂層截面SEM分析34
• 3.3 CrN涂層的力學(xué)性能分析34-38
• 3.3.1 CrN涂層的結(jié)合力分析34-35
• 3.3.2 CrN涂層的的韌性分析35-38
• 3.4 CrN涂層的磨損性能分析38-43
• 3.4.1 CrN涂層磨擦系數(shù)曲線38-40
• 3.4.2 CrN涂層的磨痕的三維形貌圖40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 CrN涂層電化學(xué)性能分析45-55
• 4.1 CrN涂層在 3.5wt.%NaCl中開路電位(OCP)-時間測試45-46
• 4.2 CrN涂層和基體在 3.5wt.%NaCl中交流阻抗分析46-50
• 4.3 CrN涂層在 3.5wt.%NaCl中動電位極化曲線分析50-51
• 4.4 CrN涂層在 3.5wt.%NaCl中腐蝕表面形貌分析51
• 4.5 CrN涂層在 3.5wt.%NaCl中腐蝕表面鈍化膜成分分析51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第5章 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-65
• 致謝65

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊文彬;張立同;成來飛;華云峰;張鈞;;金屬有機物化學(xué)氣相沉積法制備銥涂層的形貌與結(jié)構(gòu)分析[J];稀有金屬材料與工程;2006年03期

2 勾昱君;劉中良;;優(yōu)化抑霜涂層的實驗研究[J];陶瓷研究與職業(yè)教育;2006年01期

3 朱佳;冀曉鵑;揭曉武;史明;;封嚴涂層材料及應(yīng)用[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2008年04期

4 斯蒂芬·H·加里法里尼;羅恩·巴納斯;J·克里唐;龍克昌;;航天飛機用的高粘性涂層的研制[J];稀有金屬合金加工;1981年04期

5 繆興邦;水溶性織物涂層膠的合成[J];化學(xué)世界;1985年03期

6 陳斌,易茂中;封嚴涂層的抗沖蝕性與沖蝕速度的關(guān)系[J];中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1998年04期

7 鄭有新;淺談涂層表面顆粒不良現(xiàn)象[J];材料保護;2001年04期

8 閆穎,石子源,劉國偉;鋅鉻膜涂層的制備研究[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報;2002年04期

9 張瓊,蔡傳榮;鈦陽極涂層溶蝕失效的研究[J];電子顯微學(xué)報;2003年06期

10 劉夙偉;李曙;劉陽;;封嚴涂層材料及其可刮削性的評價[J];中國表面工程;2009年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張瓊;蔡傳榮;;鈦陽極涂層溶蝕失效的研究[A];第三屆全國掃描電子顯微學(xué)會議論文集[C];2003年

2 王穎;顧卡麗;李健;;智能變色涂層及其應(yīng)用[A];第六屆全國表面工程學(xué)術(shù)會議暨首屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2006年

3 單凱軍;余文莉;徐四清;;家電環(huán)保涂層表面性能檢測的研究[A];2007中國鋼鐵年會論文集[C];2007年

4 李金桂;;無機富鋅涂層的誕生和應(yīng)用[A];第二屆全國重防腐蝕與高新涂料及涂裝技術(shù)研討會論文集[C];2004年

5 王允夫;陳小英;王紅玲;;高溫合金抗熱震涂層研究[A];中國硅酸鹽學(xué)會搪瓷分會2003年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2003年

6 劉建華;李蘭娟;李松梅;;鋁合金早期腐蝕預(yù)警光基敏感涂層的研制[A];2004年材料科學(xué)與工程新進展[C];2004年

7 林達仁;;梅雨期涂層表面泛白現(xiàn)象及其防治[A];中國電子學(xué)會生產(chǎn)技術(shù)學(xué)會第三屆化工學(xué)術(shù)年會論文匯編（下）[C];1991年

8 龐佑霞;劉厚才;郭源君;;有機復(fù)合彈性涂層材料的抗磨蝕實驗研究[A];第七屆全國摩擦學(xué)大會論文集（二）[C];2002年

9 付前剛;李賀軍;黃劍鋒;史小紅;史波;李克智;;炭/炭復(fù)合材料磷酸鹽涂層的抗氧化性能研究[A];第19屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會論文集[C];2004年

10 王興原;苗曉;胡志強;光紅兵;顧祥宇;;改善無取向硅鋼環(huán)保涂層表面特性的方法研究[A];高性能電工鋼推廣應(yīng)用交流暨第五次全委工作（擴大）會專題報告及論文[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 趙志玲;帶卷粉末涂層新技術(shù)[N];世界金屬導(dǎo)報;2012年

2 趙艷濤 曹壘 陳剛 孫亞娜;沙鋼無取向硅鋼涂層調(diào)試改進工藝[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

3 華凌;美開發(fā)出智能過濾涂層[N];科技日報;2012年

4 莫文鑄;防止衣服變臟科學(xué)家研制超疏液材料[N];中國紡織報;2013年

5 ;建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板[N];中國建材報;2008年

6 王爍 王奇 陳運法;玻璃幕墻專用納米自清潔涂層的研究[N];中國建材報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李增榮;鋁制內(nèi)燃機缸體內(nèi)壁鐵基涂層的制備及摩擦學(xué)特性的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2016年

2 黃海;多孔鈦合金表面HA涂層改性及大動物體內(nèi)骨修復(fù)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2016年

3 張晶;純鈦表面載LAMA3涂層在種植體—牙齦生物學(xué)封閉形成中的作用[D];浙江大學(xué);2016年

4 朱利安;耐高溫銥/錸涂層制備技術(shù)與性能研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

5 向鑫;鋁化物阻氘涂層中的基底效應(yīng)研究[D];中國工程物理研究院;2016年

6 彭雪星;V-5Cr-5Ti表面V-Al/Al_2O_3阻氚涂層的制備及性能研究[D];中國工程物理研究院;2016年

7 張雪;生物醫(yī)用多孔鎂及純鎂表面玻璃陶瓷水泥涂層的制備及性能研究[D];東北大學(xué);2014年

8 肖洋軼;固體潤滑涂層的損傷裂紋演變及其摩擦學(xué)特性研究[D];重慶大學(xué);2016年

9 蒲澤林;電熱爆炸噴涂法制備亞微米晶涂層的研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2005年

10 檀琳;非共價鍵合聚合物抗污涂層的制備及應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳喜娟;兩種耐磨涂層的組織結(jié)構(gòu)表征及性能研究[D];西安石油大學(xué);2015年

2 段晉輝;WS_2-TiB_2固體潤滑涂層的制備及性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 王昊;連續(xù)高頻感應(yīng)真空熔覆技術(shù)研究[D];青島理工大學(xué);2015年

4 趙亞窮;聚碳酸酯透明件/納米TiO_2涂層的耐紫外老化及環(huán)境應(yīng)力開裂行為研究[D];鄭州大學(xué);2015年

5 王有維;鋁電解槽TiB_2陰極涂層的制備及其性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

6 辛欣;Ti(Cr)SiC(O)N涂層表面改性硬質(zhì)合金及熱處理對其機械性能的影響[D];西南交通大學(xué);2015年

7 劉玉潔;銅介導(dǎo)的多酚涂層用于心血管材料表面改性的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

8 姚竟迪;土壤模擬液中三種涂層的腐蝕電化學(xué)行為研究[D];大連海事大學(xué);2015年

9 牛永輝;結(jié)晶器CuCrZr銅板表面超音速等離子噴涂Cr_2O_3-TiO_2涂層的組織與性能[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

10 薛繪;聚酰亞胺涂層膠的制備與性能[D];南京理工大學(xué);2015年

，

本文編號：877554