磁控溅射沉积制备Cu/C镀层及其摩擦学性能研究
发布时间：2021-08-29 05:45
一些智能制造中高速运转的关键零部件对性能和寿命的要求越来越严格。如高负载液压泵、涡轮增压器高速轴承等,这些零件在起速阶段不可避免会有一个瞬间干磨擦过程,这就要求在无润滑的情况下,工件也具有较好的摩擦磨损性能。而传统的耐磨材料又不能满足其力学性能要求,因此研究制备既具有良好的力学性能又能满足摩擦磨损性能的减摩镀层就具有了重要的理论意义和工程应用价值。本文利用磁控溅射方法在铜合金基体上制备了Cu/C减摩镀层,通过改变C靶的溅射电流来获得掺杂不同碳含量的镀层。然后分别观察和测试了镀层的表面和断面的形貌、本征硬度、结合强度以及碳在镀层中的存在形式,研究了Cu/C镀层的摩擦磨损性能。测试结果显示:镀层的表面和断面形貌组织细密,无空洞、分层等缺陷,表面有明显的“菜花”状形貌,断面在碳靶溅射电流较低时呈明显的柱状晶生长,且柱状晶粗大,几乎贯穿整个镀层厚度;随着碳靶电流的提高,镀层厚度增加,柱状晶生长被打断,呈现疏松的纤维状,脆性增加;镀层的硬度有较大的提高,随着碳含量的增加硬度有稍微的下降,这与镀层中石墨含量增大有关。随碳靶电流增加,膜基结合强度有所增加;随碳靶电流的增加,Cu晶体在镀层中（111）...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁控溅射原理图
第一章 绪论.7 技术路线利用磁控溅射制备掺杂具有不同碳含量润滑效果元素的减摩铜基镀层后，分进行检测。首先对试样进行显微分析，观察其显微组织特点，用拉曼和 X-射究碳以何种结构存在于铜基减摩镀层之中。然后检测镀层试样的机械性能，测硬度和膜基结合强度。再然后将镀层试样进行摩擦磨损实验后，利用白光干涉察，得出试样的摩擦磨损性能。最后得到的实验结果进行分析，从而制定最佳数，如图 1.2 所示。
为铜合金(成分如表 2.1）。铜合金基体试样经砂纸进行抛光。然后将抛光后的试样先用酒精冲洗，然后两次，每次 20min。取出后吹干，去除表面杂质和层。为了测出镀层的厚度和观察镀层的截面形貌，用与铜基体相同的清洗方法处理。表 2.1 铅青铜的成分Table 2.1 Composition of lead bronzeSn Zn Pb Ni P Al S7-7.5 <0.08 13.5-16 1.5-2.0 0.02-0.06 <0.1 <的制备
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨/铜基复合材料研究进展[J]. 张铭君,朱世伟,于俊凤,徐蓓蓓,李思思,刘翠芹,魏墨济,李晨,李宪毅. 铸造技术. 2017(11)
[2]靶电流对磁控溅射类石墨镀层组织与性能的影响[J]. 王瑜,王春伟,袁战伟,张晓峰,王艳. 热加工工艺. 2017(16)
[3]Cu/Ag/石墨复合涂层电滑动摩擦磨损行为研究（英文）[J]. 梁波,张嘎. 稀有金属材料与工程. 2016(08)
[4]拉曼光谱在石墨烯结构表征中的应用[J]. 吴娟霞,徐华,张锦. 化学学报. 2014(03)
[5]压痕法研究镶嵌结构界面金刚石膜粘附性能[J]. 邱万奇,吴强,刘仲武,曾德长,周克崧. 稀有金属材料与工程. 2014(02)
[6]刷镀层与基体结合力的检测方法[J]. 唐从顺,雷卫宁,钱蜜,姜博,刘维桥. 电镀与环保. 2014(01)
[7]石墨含量对铜/石墨材料高速载流摩擦性能的影响[J]. 徐晓峰,杨晓倩,杨正海. 河南科技大学学报(自然科学版). 2013(05)
[8]碳含量对磁控溅射Cr/C镀层摩擦磨损性能的影响[J]. 蒋百灵,苏阳. 摩擦学学报. 2008(02)
[9]TiN/TiSiN复合涂层的耐磨性能研究[J]. 谢春雨,何畏,徐彤. 石油矿场机械. 2008(02)
[10]拉曼光谱的发展及应用[J]. 田国辉,陈亚杰,冯清茂. 化学工程师. 2008(01)
博士论文
[1]若干因素对铜及铜合金电沉积/腐蚀机制的影响研究[D]. 常婷茹.北京科技大学 2018
[2]销盘滑动磨损试验的仿真方法研究[D]. 汪选国.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]复杂黄铜表面滚压形变强化及其对表面性能的影响[D]. 吕志甲.太原理工大学 2018
[2]不同基体上类石墨膜干摩擦磨损性能研究[D]. 丁兰.太原理工大学 2017
[3]45钢激光铬钼硼合金化工艺研究[D]. 张秀香.太原理工大学 2016
[4]Ag2O纳米颗粒负载TiO2纳米管阵列的长效抗菌性能及其对成骨细胞功能的影响[D]. 高昂.太原理工大学 2014
[5]自润滑Cu/Cu-MoS2复合材料的制备及性能研究[D]. 张银娣.河南科技大学 2014
[6]核电材料腐蚀行为的电化学噪声研究[D]. 付丛伟.天津大学 2014
[7]铜合金/石墨复合材料的研究[D]. 董瑞峰.天津大学 2012
[8]铸造铜合金与不锈钢干摩擦磨损性能的研究[D]. 徐胜伟.兰州理工大学 2010
[9]磁场闭合状态对磁控溅射沉积纯Cr镀层生长过程的影响研究[D]. 丁小柯.西安理工大学 2009
[10]碳含量对磁控溅射Cr/C镀层性能的影响[D]. 苏阳.西安理工大学 2008
本文编号：3370032
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁控溅射原理图
第一章 绪论.7 技术路线利用磁控溅射制备掺杂具有不同碳含量润滑效果元素的减摩铜基镀层后，分进行检测。首先对试样进行显微分析，观察其显微组织特点，用拉曼和 X-射究碳以何种结构存在于铜基减摩镀层之中。然后检测镀层试样的机械性能，测硬度和膜基结合强度。再然后将镀层试样进行摩擦磨损实验后，利用白光干涉察，得出试样的摩擦磨损性能。最后得到的实验结果进行分析，从而制定最佳数，如图 1.2 所示。
为铜合金(成分如表 2.1）。铜合金基体试样经砂纸进行抛光。然后将抛光后的试样先用酒精冲洗，然后两次，每次 20min。取出后吹干，去除表面杂质和层。为了测出镀层的厚度和观察镀层的截面形貌，用与铜基体相同的清洗方法处理。表 2.1 铅青铜的成分Table 2.1 Composition of lead bronzeSn Zn Pb Ni P Al S7-7.5 <0.08 13.5-16 1.5-2.0 0.02-0.06 <0.1 <的制备
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨/铜基复合材料研究进展[J]. 张铭君,朱世伟,于俊凤,徐蓓蓓,李思思,刘翠芹,魏墨济,李晨,李宪毅. 铸造技术. 2017(11)
[2]靶电流对磁控溅射类石墨镀层组织与性能的影响[J]. 王瑜,王春伟,袁战伟,张晓峰,王艳. 热加工工艺. 2017(16)
[3]Cu/Ag/石墨复合涂层电滑动摩擦磨损行为研究（英文）[J]. 梁波,张嘎. 稀有金属材料与工程. 2016(08)
[4]拉曼光谱在石墨烯结构表征中的应用[J]. 吴娟霞,徐华,张锦. 化学学报. 2014(03)
[5]压痕法研究镶嵌结构界面金刚石膜粘附性能[J]. 邱万奇,吴强,刘仲武,曾德长,周克崧. 稀有金属材料与工程. 2014(02)
[6]刷镀层与基体结合力的检测方法[J]. 唐从顺,雷卫宁,钱蜜,姜博,刘维桥. 电镀与环保. 2014(01)
[7]石墨含量对铜/石墨材料高速载流摩擦性能的影响[J]. 徐晓峰,杨晓倩,杨正海. 河南科技大学学报(自然科学版). 2013(05)
[8]碳含量对磁控溅射Cr/C镀层摩擦磨损性能的影响[J]. 蒋百灵,苏阳. 摩擦学学报. 2008(02)
[9]TiN/TiSiN复合涂层的耐磨性能研究[J]. 谢春雨,何畏,徐彤. 石油矿场机械. 2008(02)
[10]拉曼光谱的发展及应用[J]. 田国辉,陈亚杰,冯清茂. 化学工程师. 2008(01)
博士论文
[1]若干因素对铜及铜合金电沉积/腐蚀机制的影响研究[D]. 常婷茹.北京科技大学 2018
[2]销盘滑动磨损试验的仿真方法研究[D]. 汪选国.武汉理工大学 2009
硕士论文
[1]复杂黄铜表面滚压形变强化及其对表面性能的影响[D]. 吕志甲.太原理工大学 2018
[2]不同基体上类石墨膜干摩擦磨损性能研究[D]. 丁兰.太原理工大学 2017
[3]45钢激光铬钼硼合金化工艺研究[D]. 张秀香.太原理工大学 2016
[4]Ag2O纳米颗粒负载TiO2纳米管阵列的长效抗菌性能及其对成骨细胞功能的影响[D]. 高昂.太原理工大学 2014
[5]自润滑Cu/Cu-MoS2复合材料的制备及性能研究[D]. 张银娣.河南科技大学 2014
[6]核电材料腐蚀行为的电化学噪声研究[D]. 付丛伟.天津大学 2014
[7]铜合金/石墨复合材料的研究[D]. 董瑞峰.天津大学 2012
[8]铸造铜合金与不锈钢干摩擦磨损性能的研究[D]. 徐胜伟.兰州理工大学 2010
[9]磁场闭合状态对磁控溅射沉积纯Cr镀层生长过程的影响研究[D]. 丁小柯.西安理工大学 2009
[10]碳含量对磁控溅射Cr/C镀层性能的影响[D]. 苏阳.西安理工大学 2008
本文编号：3370032
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