本文關(guān)鍵詞：幾種氮化物涂層高溫磨損性能研究

  更多相關(guān)文章： 氮化物涂層 磁控反應(yīng)濺射 高溫磨損性能 磨損機(jī)理

【摘要】：本文采用磁控反應(yīng)濺射技術(shù)在304不銹鋼基材表面分別制備了多種氮化物涂層(TiN涂層、TiAlN涂層、TiAl SiN涂層及不同Ag含量的TiAlAgN涂層),使用高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分別對(duì)各涂層進(jìn)行了摩擦磨損實(shí)驗(yàn),運(yùn)用掃描電子顯微鏡(SEM),場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM),X射線衍射(XRD),能譜分析儀(EDS),顯微硬度計(jì),3D立體顯微鏡對(duì)各涂層磨損前后的表面形貌、截面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、組成成分、涂層硬度、涂層磨損后的磨損形貌深度進(jìn)行了觀察和分析,研究了TiN涂層、TiAlN涂層、TiAlSi N涂層分別在不同磨損溫度(室溫、200℃、400℃和600℃)下的磨損性能及其磨損機(jī)理,以及不同Ag含量對(duì)TiAlAgN涂層的高溫磨損性能的影響。獲得的主要研究結(jié)果如下:研究了TiN涂層、TiAlN涂層、TiAlSiN涂層分別在不同磨損溫度下的高溫耐磨性能及磨損機(jī)理。這三種涂層的表面均較為致密,均為柱狀晶結(jié)構(gòu),隨著Al、Si元素的加入,其結(jié)構(gòu)更加致密,晶粒尺寸變小。隨著磨損溫度從室溫提高到600℃,TiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積先減小后增大,TiN涂層在200℃時(shí)有較好的磨損性能。TiN涂層在各磨損溫度下的磨損機(jī)制分別主要為磨粒磨損、磨粒磨損、磨粒磨損及氧化磨損。TiAlN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積先減小后增大,其磨損性能先升高后降低,TiAlN涂層在400℃磨損溫度下的磨損性能最好。TiAlN涂層在各磨損溫度下的磨損機(jī)制分別主要為磨粒磨損、磨粒磨損、磨粒磨損及少量的氧化磨損、氧化磨損及少量的磨粒磨損。TiAlSiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積隨著磨損溫度升高均逐漸減小,其磨損性能逐漸提高,TiAlSiN涂層的磨損機(jī)制分別為磨粒磨損、磨粒磨損、氧化磨損及少量的磨粒磨損、氧化磨損。研究了TiN涂層、TiAlN涂層、TiAlSiN涂層在相同磨損溫度下的磨損性能。在室溫,200℃,400℃和600℃磨損條件下,TiN涂層、TiAlN涂層和TiAlSiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積依次逐漸減小,其磨損性能依次增高,在600℃磨損溫度下,TiAlSiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積都有最小值分別為0.2和0.0136mm3,TiAlSiN涂層在600℃高溫磨損條件下耐磨性能最好。研究了不同Ag含量對(duì)TiAlAgN涂層的高溫磨損性能的影響。隨著TiAlAgN涂層中的Ag含量從0at.%增加到21.38at.%,涂層分別在室溫,200℃,400℃及600℃磨損條件下的摩擦系數(shù)和磨損體積都是依次減小的,涂層的耐磨性能升高,其中在磨損溫度為400℃時(shí)TiAlAgN涂層的耐磨性能最佳,21.38at.%Ag含量的TiAlAgN涂層有最小摩擦系數(shù)為0.23。隨著Ag含量的增加,在室溫和200℃磨損溫度下涂層的磨損機(jī)理分別主要為磨粒磨損,400℃磨損條件下涂層的磨損機(jī)理分別主要為磨粒磨損及少量的氧化磨損,磨粒磨損,磨粒磨損,在600℃磨損溫度下涂層的磨損機(jī)理都為氧化磨損。
【關(guān)鍵詞】：氮化物涂層 磁控反應(yīng)濺射 高溫磨損性能 磨損機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.444
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 氮化物涂層的研究背景10-12
• 1.3 氮化物涂層的制備方法12-15
• 1.3.1 化學(xué)氣相沉積12
• 1.3.2 物理氣相沉積12-15
• 1.4 論文研究目的、意義及其內(nèi)容15-17
• 1.4.1 本論文研究目的及意義15
• 1.4.2 本論文研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法17-21
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備17-18
• 2.3 涂層制備的工藝參數(shù)18-19
• 2.4 涂層結(jié)構(gòu)及其性能測(cè)試19-21
• 2.4.1 涂層的表面形貌分析19
• 2.4.2 涂層的截面形貌分析19
• 2.4.3 涂層的XRD分析19
• 2.4.4 涂層的能譜分析19
• 2.4.5 涂層硬度的測(cè)量19
• 2.4.6 涂層摩擦學(xué)性能的測(cè)試19-20
• 2.4.7 涂層磨損體積的計(jì)算20-21
• 第3章 不同氮化物涂層的高溫磨損性能分析21-35
• 3.1 引言21
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析21-34
• 3.2.1 涂層成分分析21-22
• 3.2.2 涂層的表面形貌分析22
• 3.2.3 涂層的截面形貌分析22-23
• 3.2.4 涂層硬度23
• 3.2.5 涂層的高溫磨損性能分析23-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 相同磨損溫度下氮化物涂層的高溫磨損性能35-45
• 4.1 引言35
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析35-43
• 4.2.1 室溫磨損條件下涂層的磨損性能35-37
• 4.2.2 200℃磨損條件下涂層的磨損性能37-39
• 4.2.3 400℃磨損條件下涂層的磨損性能39-41
• 4.2.4 600℃磨損條件下涂層的磨損性能41-43
• 4.3 本章小結(jié)43-45
• 第5章 Ag含量對(duì)TiAlN涂層高溫磨損性能的影響45-63
• 5.1 引言45
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析45-61
• 5.2.1 涂層成分分析45-46
• 5.2.2 涂層的表面形貌分析46
• 5.2.3 涂層的截面形貌分析46-47
• 5.2.4 涂層的XRD分析47-48
• 5.2.5 涂層的硬度48
• 5.2.6 涂層的高溫磨損性能48-61
• 5.3 本章小結(jié)61-63
• 第6章 結(jié)論63-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文71-72
• 致謝72-73

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1 楊文彬;張立同;成來飛;華云峰;張鈞;;金屬有機(jī)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(shí)驗(yàn)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(yán)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(jī)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(yán)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(bào);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(hù);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(bào);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(bào);2003年06期

10 劉夙偉;李曙;劉陽;;封嚴(yán)涂層材料及其可刮削性的評(píng)價(jià)[J];中國表面工程;2009年01期

中國重要會(huì)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(huì)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(huì)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(cè)的研究[A];2007中國鋼鐵年會(huì)論文集[C];2007年

4 李金桂;;無機(jī)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(huì)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(huì)搪瓷分會(huì)2003年學(xué)術(shù)研討會(huì)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(jìn)展[C];2004年

7 林達(dá)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(huì)生產(chǎn)技術(shù)學(xué)會(huì)第三屆化工學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編（下）[C];1991年

8 龐佑霞;劉厚才;郭源君;;有機(jī)復(fù)合彈性涂層材料的抗磨蝕實(shí)驗(yàn)研究[A];第七屆全國摩擦學(xué)大會(huì)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(huì)論文集[C];2004年

10 王興原;苗曉;胡志強(qiáng);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(kuò)大）會(huì)專題報(bào)告及論文[C];2013年

中國重要報(bào)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(bào);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(jìn)工藝[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2014年

3 華凌;美開發(fā)出智能過濾涂層[N];科技日?qǐng)?bào);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(bào);2013年

5 ;建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板[N];中國建材報(bào);2008年

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

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 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

2 檀琳;非共價(jià)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

3 黃群武;耐候性太陽選擇性吸收涂層的研究[D];天津大學(xué);2007年

4 劉紅兵;等離子復(fù)合滲技術(shù)制備氧化物阻氚涂層及其性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

5 陳春燕;新型固相微萃取涂層的制備及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2013年

6 吳王平;<110>織構(gòu)銥涂層結(jié)構(gòu)與性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

7 石永敬;鎂合金表面磁控濺射沉積Cr基涂層的結(jié)構(gòu)與特性研究[D];重慶大學(xué);2009年

8 劉愛華;PVD氮化物涂層的高溫摩擦磨損特性及機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2012年

9 江凡;銅合金基體上電沉積鎢涂層及其性能研究[D];北京科技大學(xué);2015年

10 馬克娜;純鈦種植體表面殼聚糖/明膠功能性涂層的構(gòu)建及性能研究[D];武漢大學(xué);2014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(rùn)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(duì)其機(jī)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

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本文編號(hào)：974693