电弧离子镀沉积Ti-Si-C膜层及性能研究

发布时间：2021-10-27 16:33

　　金属碳化物因其具有熔点高、硬度大、化学稳定性好以及优异的耐磨性而被广泛关注,常见的碳化物膜层有TiC、SiC等,经常作为硬质、耐磨膜层使用,同时具备一定耐蚀性;当使用拥有疏水性能的膜层进行涂覆后,会提升膜层整体的耐磨性与耐蚀性。本文首先使用电弧离子镀设备,在铝合金衬底上沉积Ti-Si-C膜层,利用X射线衍射分析仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、多功能表面性能试验仪、电化学工作站以及疏水角的测量,分析沉积膜层微观结构与性能,从而探究弧流以及沉积环境中气体流量比（C₂H₂/Ar）对膜层微观结构与性能的影响,以确定最优的Ti-Si-C膜层的沉积工艺参数,然后使用溶胶凝胶法制备出不同浓度的SiO₂溶液,使用浸渍提拉的方法涂覆在Ti-Si-C涂层表面,随后进行烘干处理,最后进行化学液体修饰,得到膜层后对其性能进行检测。得出如下主要结论:在弧流分别为40A、45A、50A下制备的膜层由B1型TiC相、立方SiC相和金属Ti相的复合结构组成,随着弧流的增加,膜层中Si、Ti含量增加,C含量减少;膜层的耐磨性随弧流的增加而降低,而... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 固体表面疏水理论基础
    1.3 超疏水表面研究现状
        1.3.1 超疏水性能影响因素
        1.3.2 超疏水表面的制备方法
        1.3.3 超疏水表面研究中的问题
    1.4 纳米硬质耐磨膜层的研究现状
        1.4.1 纳米膜层减摩抗磨机理
        1.4.2 TiC纳米膜层的研究
        1.4.3 Ti-Si-C纳米膜层的研究
    1.5 本文研究的目的和意义以及创新点
第2章 实验材料及过程
    2.1 电弧离子镀
    2.2 实验方法
        2.2.1 Ti-Si-C膜层的制备
        2.2.2 SiO_2膜层的制备
    2.3 膜层的表征方法
        2.3.1 研究膜层的X射线衍射(XRD)谱
        2.3.2 研究膜层的表面形貌及能谱
        2.3.3 研究膜层的耐磨性能
        2.3.4 研究膜层的耐蚀性能
        2.3.5 研究膜层的晶体结构
        2.3.6 研究膜层的疏水性能
第3章 实验结果与分析
    3.1 不同弧流对Ti-Si-C膜层结构与性能的影响
        3.1.1 不同弧流下沉积膜层的表面形貌及成分
        3.1.2 不同弧流下沉积膜层的XRD谱
        3.1.3 不同弧流下沉积膜层的横断面形貌
        3.1.4 弧流对膜层摩擦磨损性能的影响
        3.1.5 不同弧流下沉积膜层的腐蚀性能
    3.2 不同气体流量比对Ti-Si-C膜层结构与性能的影响
        3.2.1 膜层的制备
        3.2.2 不同气体流量比下膜层表面形貌及结构
        3.2.3 不同气体流量比下沉积膜层的结构
        3.2.4 不同气体流量比下沉积膜层摩擦磨损性能
        3.2.5 不同气体流量比下陈寂膜层电化学性能
    3.3 Ti-Si-C底层上涂覆SiO_2层的性能的研究
        3.3.1 SiO_2覆层的制备
        3.3.2 不同SiO_2浓度对复合涂层表面形貌及涂层成分的影响
        3.3.3 不同浓度SiO_2涂覆层耐磨性能
        3.3.4 不同浓度的SiO_2涂覆层耐蚀性能
    3.4 膜层疏水性能的检测与分析
        3.4.1 膜层的制备
        3.4.2 膜层疏水角测量结果与分析
    3.5 Ti-Si-C膜层的结构与性能
        3.5.1 Ti-Si-C膜层的结构变化
        3.5.2 不同结构Ti-Si-C膜层摩擦磨损性能
        3.5.3 不同结构Ti-Si-C膜层的腐蚀性能
第4章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3461978