納米復合Ti(C，N)基金屬陶瓷及涂層制備技術研究.pdf

1、本論文在制備出高性能的納米復合Ti(C,N)基金屬陶瓷基體表面上利用多弧離子鍍技術分別沉積了(Ti,Al)N涂層和納米多層膜。 本文首先綜述了Ti(C,N)基金屬陶瓷的發(fā)展概況和研究進展，總結了Ti(C,N)基金屬陶瓷的制備技術和成分對Ti(C,N)基金屬陶瓷組織和性能的影響；介紹了多弧離子鍍技術及其特點；對(Ti,Al)N涂層及復合涂層的研究狀況進行了總結和評述。在此基礎上指出了本文研究的目的和意義。 采用掃描電鏡(S

2、EM）、X射線能譜(EDS)等實驗手段系統(tǒng)地研究了Ti(C,N)基金屬陶瓷成分、組織結構和性能之間的關系，得出如下實驗結論：當C含量為0.7wt％時，可以獲得較佳的微觀組織和較高的力學性能；當Mo添加量為16wt％時，Ti(C,N)基金屬陶瓷的抗彎強度和硬度分別可達1930Mpa和89.5HRA，Mo的添加量對硬度的影響不明顯；Ni含量對粘結相中合金元素的溶解度有較大的影響，隨金屬陶瓷中Ni添加量的增加，粘結相中Ti、W、Mo等合金元素

3、的含量均降低，且W、Mo含量變化不明顯。 采用多弧離子鍍技術在Ti(C,N)基金屬陶瓷基體上制備了(Ti, Al)N涂層。研究了沉積工藝參數(shù)如靶材電流、基底偏壓、氮氣分壓等對(Ti,Al)N涂層成份、相結構方面的影響規(guī)律，以及對(Ti,Al)N涂層的硬度、結合力和摩擦磨損性能的影響。結果表明：(Ti,Al)N涂層在常溫磨損主要為磨粒磨損，隨著基體偏壓或者氮氣分壓的增大，(Ti,Al)N涂層的摩擦系數(shù)均減小?；w溫度400℃，靶材

4、電流Ial/Iti=70/80，基體偏壓-100V，氮氣分壓1.0Pa，(Ti,Al)N涂層具有最佳的綜合性能。 最后在沉積(Ti,Al)N涂層工藝的基礎上分別制備了兩種不同調(diào)制周期的TiN/AlN納米多層膜和TiN/(Ti,Al)N納米多層膜。研究了調(diào)制周期對納米多層膜的組織和性能的影響。結果表明：載物臺轉速為12rpm時，AlN以亞穩(wěn)態(tài)立方結構的形式存在，改善了TiN/AlN納米多層膜的力學性能，膜/基結合力達到41.0N，