TA15合金表面AlN/AlCrN薄膜的制备及摩擦磨损特性研究
发布时间：2020-12-08 23:17
钛合金是优质的结构材料、新型的功能材料。在航空航天领域中,TA15钛合金是一种高铝当量损伤容限型钛合金,具有优异的力学性能,使其成为具有广阔前景的新型结构合金。但TA15钛合金耐磨性能较差,影响了其应用发展。因此通过表面改性技术来改善TA15合金表面的耐磨性。本课题采用反应磁控溅射技术,在TA15合金表面制备AlN/AlCrN硬质薄膜,寻求改善TA15合金耐磨性差的问题。采用扫描电镜（SEM）观察薄膜表面形貌和磨痕形貌,X射线衍射（XRD）检测薄膜结构,能谱仪（EDS）分析薄膜的元素的种类与含量,纳米压痕仪和拉伸机研究薄膜的纳米硬度和膜基结合强度,摩擦磨损试验来评价薄膜的耐磨性能。结果表明:（1）研究溅射气压、溅射功率、Ar/N2流量比、沉积时间、靶基距参数对AlN/AlCrN薄膜的影响,最佳的工艺参数如下:优化溅射气压参数为0.5Pa;溅射功率是230W;Ar/N2流量比是9;沉积时间是4h;靶基距是20mm。（2）在最佳工艺参数下制备的AlN/AlCrN薄膜厚度为6μm;XRD衍射结果表明薄膜的物相以AlN和CrN相为主;薄膜的纳米硬度和...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AlN/AlCrN薄膜的示意图
AlN/AlCrN薄膜的制备及摩擦研究行为研究技术路线
③ 开启分子泵，抽至真空度 1×10-4Pa。(4) 通氩气① 打开气体流量计、阀控开关，同时预热电源；② 打开氩气瓶阀门，调节流量示数到 30 左右，保持 10 分钟。(5) 起辉及溅射合金元素① 调节炉内气压为 3~5Pa，起辉；② 根据工艺参数调节至工作气压；③ 调节工作电压，达到溅射功率。(6) 通氮气根据工艺参数通入氮气，调节氮氩之比进行反应溅射。(7) 保温根据需求选择保温时间，并观察各个参数是否正常运转。(8) 实验结束① 按照实验流程从后往前依次关闭；② 待关闭总电源 2h 后关闭循环水。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金相变点概述[J]. 王松茂,白新房,朱波,夏金华,王涛,马晓晨,马宇. 西安文理学院学报(自然科学版). 2017(04)
[2]纳米Ni-SiC复合涂层对TA15合金磨擦磨损性能的影响[J]. 郭宝会,李海龙. 有色金属工程. 2016(06)
[3]航空铸造钛合金及其成型技术发展[J]. 张美娟,南海,鞠忠强,高富辉,郄喜望,朱郎平. 航空材料学报. 2016(03)
[4]硬质陶瓷涂层增韧及其评估研究进展[J]. 裴晨蕊,孙德恩,Sam Zhang,黄佳木. 中国表面工程. 2016(02)
[5]PVD法制备的(Ti,Al)N硬质膜热稳定性研究[J]. 吴化,李欣红,郭明阳,尤申申. 真空科学与技术学报. 2016(02)
[6]磁控溅射技术制备CrAlN涂层的研究进展[J]. 金浩,张莹莹,时卓,张罡. 材料导报. 2016(03)
[7]TA15合金表面Ni-SiC复合镀层的摩擦磨损性能[J]. 郭温,米国际,张金龙,王振亚. 无机材料学报. 2016(02)
[8]TiAlN和TiCrAlN薄膜的制备和耐磨性能[J]. 唐凯,朱生发,吴艳萍. 功能材料. 2015(23)
[9]Ti6Al4V表面等离子渗Zr合金层的摩擦磨损性能研究[J]. 范文娟,陈凯,安康,邹鹏远,刘小萍. 热加工工艺. 2015(22)
[10]国内外高温钛合金的发展与应用[J]. 何春艳,张利军. 世界有色金属. 2016(01)
博士论文
[1]PVD氮化物涂层的高温摩擦磨损特性及机理研究[D]. 刘爱华.山东大学 2012
[2]钛合金表面Ni改性层韧性及耐磨性的研究[D]. 王振霞.太原理工大学 2012
[3]TA15钛合金大型航空结构件成形特性与工艺研究[D]. 薛松.重庆大学 2011
[4]闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究[D]. 余春燕.太原理工大学 2009
[5]钛合金表面热障涂层的制备与研究[D]. 何博.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]TA15钛合金固体渗硼工艺及性能的研究[D]. 王海力.南昌航空大学 2016
[2]反应磁控溅射法沉积CrN和TiAIN涂层及摩擦磨损特性研究[D]. 余正海.山东大学 2016
[3]AlCrN涂层表面微/纳织构的制备及其摩擦磨损特性研究[D]. 高鹏.山东大学 2016
[4]TC18钛合金HVOF喷涂WC-Co涂层的耐磨耐蚀性能研究[D]. 王成.南京航空航天大学 2016
[5]多弧离子镀制备TiN/TiCrN/TiCrAIN多层硬质膜的研究[D]. 张帅拓.沈阳大学 2015
[6]磁场增强多弧离子镀CrAlN薄膜制备工艺及组织性能研究[D]. 李永健.哈尔滨工业大学 2015
[7]钛合金表面激光熔覆层性能的研究及改善[D]. 路董华.大连理工大学 2015
[8]TC4钛合金上制备C轴取向AlN薄膜研究[D]. 王瑜.电子科技大学 2015
[9]磁场增强高功率脉冲磁控溅射放电特性及TiAlN薄膜制备研究[D]. 毕明康.哈尔滨工业大学 2014
[10]反应溅射TiN梯度薄膜及其力学性能研究[D]. 杜菲菲.东北大学 2014
本文编号：2905850
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AlN/AlCrN薄膜的示意图
AlN/AlCrN薄膜的制备及摩擦研究行为研究技术路线
③ 开启分子泵，抽至真空度 1×10-4Pa。(4) 通氩气① 打开气体流量计、阀控开关，同时预热电源；② 打开氩气瓶阀门，调节流量示数到 30 左右，保持 10 分钟。(5) 起辉及溅射合金元素① 调节炉内气压为 3~5Pa，起辉；② 根据工艺参数调节至工作气压；③ 调节工作电压，达到溅射功率。(6) 通氮气根据工艺参数通入氮气，调节氮氩之比进行反应溅射。(7) 保温根据需求选择保温时间，并观察各个参数是否正常运转。(8) 实验结束① 按照实验流程从后往前依次关闭；② 待关闭总电源 2h 后关闭循环水。
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金相变点概述[J]. 王松茂,白新房,朱波,夏金华,王涛,马晓晨,马宇. 西安文理学院学报(自然科学版). 2017(04)
[2]纳米Ni-SiC复合涂层对TA15合金磨擦磨损性能的影响[J]. 郭宝会,李海龙. 有色金属工程. 2016(06)
[3]航空铸造钛合金及其成型技术发展[J]. 张美娟,南海,鞠忠强,高富辉,郄喜望,朱郎平. 航空材料学报. 2016(03)
[4]硬质陶瓷涂层增韧及其评估研究进展[J]. 裴晨蕊,孙德恩,Sam Zhang,黄佳木. 中国表面工程. 2016(02)
[5]PVD法制备的(Ti,Al)N硬质膜热稳定性研究[J]. 吴化,李欣红,郭明阳,尤申申. 真空科学与技术学报. 2016(02)
[6]磁控溅射技术制备CrAlN涂层的研究进展[J]. 金浩,张莹莹,时卓,张罡. 材料导报. 2016(03)
[7]TA15合金表面Ni-SiC复合镀层的摩擦磨损性能[J]. 郭温,米国际,张金龙,王振亚. 无机材料学报. 2016(02)
[8]TiAlN和TiCrAlN薄膜的制备和耐磨性能[J]. 唐凯,朱生发,吴艳萍. 功能材料. 2015(23)
[9]Ti6Al4V表面等离子渗Zr合金层的摩擦磨损性能研究[J]. 范文娟,陈凯,安康,邹鹏远,刘小萍. 热加工工艺. 2015(22)
[10]国内外高温钛合金的发展与应用[J]. 何春艳,张利军. 世界有色金属. 2016(01)
博士论文
[1]PVD氮化物涂层的高温摩擦磨损特性及机理研究[D]. 刘爱华.山东大学 2012
[2]钛合金表面Ni改性层韧性及耐磨性的研究[D]. 王振霞.太原理工大学 2012
[3]TA15钛合金大型航空结构件成形特性与工艺研究[D]. 薛松.重庆大学 2011
[4]闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究[D]. 余春燕.太原理工大学 2009
[5]钛合金表面热障涂层的制备与研究[D]. 何博.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]TA15钛合金固体渗硼工艺及性能的研究[D]. 王海力.南昌航空大学 2016
[2]反应磁控溅射法沉积CrN和TiAIN涂层及摩擦磨损特性研究[D]. 余正海.山东大学 2016
[3]AlCrN涂层表面微/纳织构的制备及其摩擦磨损特性研究[D]. 高鹏.山东大学 2016
[4]TC18钛合金HVOF喷涂WC-Co涂层的耐磨耐蚀性能研究[D]. 王成.南京航空航天大学 2016
[5]多弧离子镀制备TiN/TiCrN/TiCrAIN多层硬质膜的研究[D]. 张帅拓.沈阳大学 2015
[6]磁场增强多弧离子镀CrAlN薄膜制备工艺及组织性能研究[D]. 李永健.哈尔滨工业大学 2015
[7]钛合金表面激光熔覆层性能的研究及改善[D]. 路董华.大连理工大学 2015
[8]TC4钛合金上制备C轴取向AlN薄膜研究[D]. 王瑜.电子科技大学 2015
[9]磁场增强高功率脉冲磁控溅射放电特性及TiAlN薄膜制备研究[D]. 毕明康.哈尔滨工业大学 2014
[10]反应溅射TiN梯度薄膜及其力学性能研究[D]. 杜菲菲.东北大学 2014
本文编号：2905850
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