铝合金表面HIPIMS法制备钒涂层结构及结合强度的研究

发布时间：2018-03-01 17:16

  本文关键词： 高功率脉冲磁控溅射 钒涂层 过渡层 微观结构 结合强度　出处：《真空科学与技术学报》2017年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：研究不同类型过渡层对铝基体与钒涂层结合强度的影响,为合理设计过渡层提供一种新的研究思路。采用高功率脉冲磁控溅射技术在铝合金表面制备了钒涂层,利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了钒涂层与过渡层的微观结构,利用划痕法和压痕法测试了不同过渡层下的膜基界面结合强度。样品Al/Cu/Cu-Cr/Cr/Cr-V/V的XRD衍射图谱中主要包含V(111)和Cr(111)相,并且样品呈现出光滑致密平整的表面特征。样品Al/V的膜基结合力为12 N左右,而样品Al/Cu/Cu-Cr/Cr/Cr-V/V的膜基结合力为30 N以上。与样品Al/V相比,样品Al/Cu/Cu-Cr/Cr/Cr-V/V无论是从单个裂纹开裂的程度还是从单位面积内裂纹的数目进行评价都表现出较高的膜基界面结合强度。在铝合金基体与钒涂层之间引入热膨胀系数梯度变化的过渡层,有利于获得较好的膜基界面结合强度。
[Abstract]:The effect of different transition layers on the bonding strength of aluminum substrates and vanadium coatings was studied. The vanadium coating was prepared on aluminum alloy surface by high power pulsed magnetron sputtering. The microstructure of vanadium coating and transition layer was analyzed by X-ray diffractometer and scanning electron microscope. The interfacial bonding strength of different transition layers was measured by scratch method and indentation method. The XRD diffraction patterns of the sample Al/Cu/Cu-Cr/Cr/Cr-V/V mainly contained V _ (111) and Cr _ (111) phases. The surface characteristics of the sample are smooth, compact and smooth. The membrane base binding force of Al/V is about 12 N, while that of Al/Cu/Cu-Cr/Cr/Cr-V/V is more than 30 N. compared with the sample Al/V, the surface of the sample is smooth, compact and smooth. Both the degree of crack cracking and the number of cracks per unit area of the sample Al/Cu/Cu-Cr/Cr/Cr-V/V show high interfacial bonding strength. A transition layer with gradient variation of thermal expansion coefficient is introduced between the aluminum alloy substrate and the vanadium coating. It is advantageous to obtain better interfacial bonding strength.
【作者单位】： 东北林业大学工程技术学院;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室;黑龙江工程学院材料与化学工程系;
【基金】：中央高校基本科研业务费专项资金项目资助(2572015CB07) 黑龙江省科学基金项目资助(QC2016053) 哈尔滨市科技创新人才专项资金项目资助(2016RAQXJ016) 中国博士后科学基金项目资助(2016M590273) 国家自然科学基金项目资助(U1330110,51175118) 黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助(12523008) 哈尔滨市应用技术研究与开发项目(青年后备人才)资助(2014RFQXJ015)
【分类号】：TG174.444

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本文编号：1552830