双金属氧化物的可控制备及摩擦学性能研究
发布时间：2021-01-02 07:16
随着航空航天等高新技术的发展,对于宽温域润滑材料的需求越来越迫切。但是至今没有发现单一的润滑材料能够实现宽温域内的连续润滑。研究发现在高温环境下Inconel 718合金钢中Ti和Cr元素会发生扩散,与氧反应生成具有润滑性的物质,但是合金钢中这种元素的含量较少。因此,本论文首先对合金钢在高温下的循环氧化进行研究,并对元素扩散机制进行主动控制。接着采用多弧离子镀和磁控溅射技术在Inconel 718高温合金表面分别制备CrxTiyOz、ZnxTiyOz和AgxVyOz双金属氧化物薄膜,并对制备的薄膜进行退火处理。系统地对退火处理前后三种不同系列薄膜的结构、力学性能和摩擦学性能相关性进行了研究,以进一步拓展氧化物涂层的工程应用范围,为宽温域自润滑材料提供技术支撑。主要开展的工作如下:（1）将Inconel 718合金钢加热至1000℃保温120min后随炉冷却,分别进行四次循环高温氧化。合金钢中...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型示意图SisubstrateZnTiO3coatingSlidingalong（104）c）沿（104）晶面滑动的速度自适应
图 1-5 多弧离子镀工作原理igure1-5 The working principle diagram of arc ion plati员从上世纪 90 年代就开始尝试利用磁控溅射 Incerti 等[68,69]通过把软金属复配到氮化物硬质良好的润滑与耐磨性，但是当温度较低时涂层涂层的摩擦因数，研究人员[70]制备出了 MoCN温环境下的摩擦因数较低，但是摩擦因数随着环境下涂层的摩擦因数又会降低至 0.3 左右。bN/Ag 等自润滑涂层，将润滑温度上限提高到温环境下作为润滑剂，在中高温度段生成的过金属氧化物均能起到有效润滑作用。尽管离子N 基宽温域自润滑涂层方面的应用仍然较少，要求较高，对于 Mo、V、Nb 等高熔点靶材来
a）多弧离子镀设备示意图 b）多弧离子镀膜机图 2-4 多弧离子镀设备Figure2-4 The apparatus of arc ion plating控溅射镀膜设备如图 2-5 所示。设备主要包括圆柱腔室、抽真空系统、样品盘源、射频电源、偏压电源、冷却系统、样品台等。其中真空抽气系统由机械泵、前级阀、闸板阀等组成。真空腔室壁配有阳极离子源，可对样品进行清洗以的质量和附着力。同时真空腔室内制有加热装置可加热到 450℃，靶的冷却利冷却。真空室内带有衬板，避免溅射靶材材料直接溅射在腔室内壁。靶材作为，既可用直流控制也可使用射频调节，要求靶材应具有高纯度、表面清洁性好样品盘衬板基体偏压衬底架
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti、Cr元素在Cr2O3薄膜中的扩散及其对摩擦学性能的影响[J]. 何乃如,王飞飞,吉利,李红轩,陈建敏. 中国表面工程. 2016(06)
[2]Cr/Cr2O3多层薄膜的制备、力学及摩擦学性能研究[J]. 王飞飞,何乃如,吉利,李红轩,冶银平,周惠娣,付英英,陈建敏. 摩擦学学报. 2016(02)
[3]激光熔覆制备自润滑耐磨涂层的研究进展[J]. 余鹏程,刘秀波,陆小龙,王永光,陈瑶,石世宏. 材料保护. 2016(01)
[4]宽温域连续润滑材料的研究进展[J]. 刘二勇,贾均红,高义民,曾志翔,乌学东. 中国表面工程. 2015(04)
[5]宽温域固体自润滑涂/覆层材料的研究进展[J]. 陈建敏,卢小伟,李红轩,周惠娣. 摩擦学学报. 2014(05)
[6]热喷涂技术的研究进展及思考[J]. 国洪建,贾均红,张振宇,梁补女,林小军. 材料导报. 2013(03)
[7]影响等离子喷涂的因素解析[J]. 张益强,范文超,闫新亮. 中国军转民. 2013(02)
[8]两种WC基涂层在600℃下的摩擦学性能[J]. 侯国梁,安宇龙,陈杰,陈建敏,周惠娣,赵晓琴,杨杰. 中国表面工程. 2012(06)
[9]激光熔覆制备NiCr/Cr3C2-WS2-CaF2复合材料涂层[J]. 陈书法,何祥明,杨茂盛,王明娣,刘秀波. 材料热处理学报. 2012(10)
[10]含氮类金刚石薄膜的力学和摩擦学性能的研究[J]. 王成兵,王舟,张俊彦. 摩擦学学报. 2012(01)
硕士论文
[1]多弧离子镀制备Ti/TiN多层薄膜的摩擦学和耐腐蚀性能[D]. 史鑫.兰州理工大学 2016
[2]有机—无机杂化功能涂层的制备与性质[D]. 张纪斌.吉林大学 2015
[3]Ni-Cr-Al合金高温氧化及影响机理研究[D]. 梁婷.沈阳师范大学 2011
本文编号：2952909
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型示意图SisubstrateZnTiO3coatingSlidingalong（104）c）沿（104）晶面滑动的速度自适应
图 1-5 多弧离子镀工作原理igure1-5 The working principle diagram of arc ion plati员从上世纪 90 年代就开始尝试利用磁控溅射 Incerti 等[68,69]通过把软金属复配到氮化物硬质良好的润滑与耐磨性，但是当温度较低时涂层涂层的摩擦因数，研究人员[70]制备出了 MoCN温环境下的摩擦因数较低，但是摩擦因数随着环境下涂层的摩擦因数又会降低至 0.3 左右。bN/Ag 等自润滑涂层，将润滑温度上限提高到温环境下作为润滑剂，在中高温度段生成的过金属氧化物均能起到有效润滑作用。尽管离子N 基宽温域自润滑涂层方面的应用仍然较少，要求较高，对于 Mo、V、Nb 等高熔点靶材来
a）多弧离子镀设备示意图 b）多弧离子镀膜机图 2-4 多弧离子镀设备Figure2-4 The apparatus of arc ion plating控溅射镀膜设备如图 2-5 所示。设备主要包括圆柱腔室、抽真空系统、样品盘源、射频电源、偏压电源、冷却系统、样品台等。其中真空抽气系统由机械泵、前级阀、闸板阀等组成。真空腔室壁配有阳极离子源，可对样品进行清洗以的质量和附着力。同时真空腔室内制有加热装置可加热到 450℃，靶的冷却利冷却。真空室内带有衬板，避免溅射靶材材料直接溅射在腔室内壁。靶材作为，既可用直流控制也可使用射频调节，要求靶材应具有高纯度、表面清洁性好样品盘衬板基体偏压衬底架
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti、Cr元素在Cr2O3薄膜中的扩散及其对摩擦学性能的影响[J]. 何乃如,王飞飞,吉利,李红轩,陈建敏. 中国表面工程. 2016(06)
[2]Cr/Cr2O3多层薄膜的制备、力学及摩擦学性能研究[J]. 王飞飞,何乃如,吉利,李红轩,冶银平,周惠娣,付英英,陈建敏. 摩擦学学报. 2016(02)
[3]激光熔覆制备自润滑耐磨涂层的研究进展[J]. 余鹏程,刘秀波,陆小龙,王永光,陈瑶,石世宏. 材料保护. 2016(01)
[4]宽温域连续润滑材料的研究进展[J]. 刘二勇,贾均红,高义民,曾志翔,乌学东. 中国表面工程. 2015(04)
[5]宽温域固体自润滑涂/覆层材料的研究进展[J]. 陈建敏,卢小伟,李红轩,周惠娣. 摩擦学学报. 2014(05)
[6]热喷涂技术的研究进展及思考[J]. 国洪建,贾均红,张振宇,梁补女,林小军. 材料导报. 2013(03)
[7]影响等离子喷涂的因素解析[J]. 张益强,范文超,闫新亮. 中国军转民. 2013(02)
[8]两种WC基涂层在600℃下的摩擦学性能[J]. 侯国梁,安宇龙,陈杰,陈建敏,周惠娣,赵晓琴,杨杰. 中国表面工程. 2012(06)
[9]激光熔覆制备NiCr/Cr3C2-WS2-CaF2复合材料涂层[J]. 陈书法,何祥明,杨茂盛,王明娣,刘秀波. 材料热处理学报. 2012(10)
[10]含氮类金刚石薄膜的力学和摩擦学性能的研究[J]. 王成兵,王舟,张俊彦. 摩擦学学报. 2012(01)
硕士论文
[1]多弧离子镀制备Ti/TiN多层薄膜的摩擦学和耐腐蚀性能[D]. 史鑫.兰州理工大学 2016
[2]有机—无机杂化功能涂层的制备与性质[D]. 张纪斌.吉林大学 2015
[3]Ni-Cr-Al合金高温氧化及影响机理研究[D]. 梁婷.沈阳师范大学 2011
本文编号：2952909
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