高功率脉冲磁控溅射法制备Al-Mg-Ti-B涂层及摩擦磨损性能研究

发布时间：2023-02-22 20:03

　　工业制造业中,机械设备工作时存在的摩擦磨损不仅提高功耗,还会损害设备。这一普遍现象的存在,会给生产造成成本压力,进而影响经济。现阶段,开发适用于机械工件表面的耐磨减摩涂层是应对这一难题的重要措施。AlMgB14系富硼硼化物作为一类兼具低密度、高硬度、低摩擦的硬质材料引起了材料界学者的广泛关注,特别是AlMgB14-TiB2的硬度最高可达40GPa,属于超硬材料的范畴。将AlMgB14-TiB2材料作为涂层应用时,不仅能够有效的抵抗磨损,而且在润滑条件下,包括水醇或矿物油润滑,能够降低摩擦。此外,AlMgB14-TiB2涂层还具有优异的高温稳定性和化学稳定性,能够满足高新技术领域对耐磨减摩涂层综合性能的高要求,使得AlMgB14-TiB2涂层不但可以应用于耐磨涂层、切削装备等传统机械制造领域,还可以广泛应用于热电器件、集成电路制造及航空航天关键部件等先进科学技术领域。故探究AlMgB14-TiB2涂层的制备新技术以及深入研究AlMgB14-TiB2涂层的摩擦磨损特性对于促进该涂层的实际应用和工业化生产具有重要意义。本文采用高功率脉冲磁控溅射法(HiPIMS)制备Al-Mg-Ti-B涂层,...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 Al-Mg-B材料简介
        1.2.1 Al-Mg-B的结构
        1.2.2 Al-Mg-B的力学性能
        1.2.3 Al-Mg-B的其它性能
    1.3 Al-Mg-Ti-B涂层制备技术
    1.4 磁控溅射
        1.4.1 直流磁控溅射
        1.4.2 高功率脉冲磁控溅射
    1.5 Al-Mg-Ti-B涂层的摩擦磨损研究概述
    1.6 主要研究内容及研究目标
第二章 涂层的制备与结构性能表征
    2.1 涂层的制备
        2.1.1 实验设备
        2.1.2 实验材料
        2.1.3 涂层的制备过程
    2.2 涂层的表征
        2.2.1 涂层微观结构表征
        2.2.2 涂层化学成分分析
        2.2.3 涂层性能测试
第三章 HiPIMS制备Al-Mg-Ti-B涂层及其力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 预实验
        3.2.1 MPP电源与铝镁钛硼靶材的匹配性
        3.2.2 HiPIMS电源与铝镁钛硼靶材的匹配性
    3.3 涂层的制备
    3.4 涂层的表征
        3.4.1 涂层的微观结构
        3.4.2 涂层的断面形貌
        3.4.3 涂层的成分分析
        3.4.4 涂层的力学性能
    3.5 本章小结
第四章 不同偏压Al-Mg-Ti-B涂层的摩擦磨损性能研究
    4.1 引言
    4.2 涂层的制备
    4.3 膜基结合力
    4.4 干摩擦磨损性能
    4.5 MoDTC润滑不同偏压Al-Mg-Ti-B涂层的摩擦磨损性能
        4.5.1 摩擦实验条件
        4.5.2 摩擦系数曲线
        4.5.3 涂层磨痕形貌及成分分析
        4.5.4 摩擦副球的磨斑形貌及成分分析
        4.5.5 MoDTC润滑不同偏压Al-Mg-Ti-B涂层的机理
        4.5.6 HPIMS和DCMS沉积Al-Mg-Ti-B涂层的耐磨性比较
    4.6 本章小结
第五章 不同温度退火Al-Mg-Ti-B涂层的摩擦磨损性能研究
    5.1 引言
    5.2 涂层的制备
    5.3 不同温度退火Al-Mg-Ti-B涂层的表面化学状态
    5.4 不同温度退火Al-Mg-Ti-B涂层的摩擦学行为
        5.4.1 摩擦实验条件
        5.4.2 摩擦系数曲线
        5.4.3 涂层磨痕形貌及成分分析
        5.4.4 摩擦副球的磨斑形貌及成分分析
    5.5 退火温度影响Al-Mg-Ti-B涂层摩擦学行为的机理
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
    6.3 创新点
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3748207