国家自然科学基金(51074080)
- 作品数：25 被引量：57H指数：5
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- Al含量对(V,W,Al)N复合膜微观组织和抗氧化性能的影响
- 2014年
- 采用多靶磁控溅射仪,制备不同Al含量的(V,W,Al)N复合膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪和热处理炉及热失重分析仪对(V,W,Al)N复合膜的微观组织、力学性能及高温抗氧化性能进行表征。结果表明:当Al含量低于14.86 at%时,(V,W,Al)N复合膜存在面心立方结构(V,W)N、WN相及六方结构V2N相,当Al含量高于14.86 at%时,薄膜存在面心立方结构(V,W)N、WN相及六方结构V2N和AlN相;随Al原子百分含量的增加,复合膜的硬度呈先增大后减小的趋势,当Al原子百分含量达到14.86 at%时,其硬度最大值为35.5 GPa;随Al含量的增加,(V,W,Al)N复合膜抗氧化性能提高了至少200℃。讨论Al含量对(V,W,Al)N复合膜性能的影响。
- 喻利花王杰许俊华
- 不同Ti含量的W-Ti-N复合膜的微结构及性能研究
- 2014年
- 采用多靶反应磁控溅射技术制备一系列不同Ti含量的W-Ti—N复合膜。采用x射线衍射仪、扫描电镜、纳米压痕仪等检测方法对薄膜的微结构和力学性能进行表征。采用UMT-2功能摩擦试验机，在室温、大气环境、无润滑的条件下对w—Ti—N复合膜的摩擦性能进行评价，同时，探讨薄膜的致硬机理和摩擦机制。结果表明：Ti含量（原子分数，下同）为5％～23．48％时，薄膜硬度处于峰值区，硬度值最高可达39GPa，摩擦因数在0．4左右。当Ti含量高于23．48％时，硬度随着Ti含量增加而下降，摩擦因数随Ti含量的增加而升高。
- 赵淑芳喻利花马冰洋许俊华
- 关键词：微结构
- 碳含量对NbVCN薄膜的微观结构、力学及摩擦磨损性能的影响被引量：1
- 2016年
- 采用磁控溅射法制备了不同C含量的NbVCN薄膜,研究了C含量对NbVCN薄膜微观结构、力学及摩擦磨损性能的影响。结果表明:四元NbVCN薄膜微观结构受C含量影响显著,当C含量小于6.3%,薄膜为fcc-NbN+hcp-NbN两相共存;随含量的进一步升高,薄膜中出现非晶石墨相,此时薄膜三相共存,为fcc-NbN+hcp-NbN+amorphous-graphite。NbVCN薄膜硬度随C含量的升高先上升后下降,当C含量为6.3%时,薄膜硬度最高,其最高值为29 GPa。室温下,NbVCN薄膜平均摩擦系数随C含量的升高逐渐降低,当C含量为15.3%时,薄膜平均摩擦系数最低,其最低值为0.34;随C含量的升高,NbVCN薄膜磨损率先降低后升高,当C含量为6.3%时,薄膜磨损率达到最小值,其最小值为1.86×10^(-8)mm^3·N^(-1)mm^(-1)。环境温度在200~700℃时,C含量为6.3%的薄膜的平均摩擦系数随着温度的升高逐渐降低,在700C时,薄膜获得最低摩擦系数,其最低值为0.53;薄膜的磨损率随温度的升高逐渐升高。
- 胡红霞鞠洪博许俊华
- 关键词：微观结构力学性能摩擦磨损性能
- 负偏压对磁控溅射TaN薄膜微观结构和性能的影响被引量：1
- 2013年
- 采用磁控溅射技术制备一系列不同负偏压的TaN薄膜。分别采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜、纳米压痕仪和高温摩擦磨损仪研究不同负偏压对单层TaN薄膜的微观结构、表面形貌、力学性能和摩擦性能的影响。结果表明：TaN薄膜主要为面心δ-TaN和斜方Ta 4 N晶体结构，择优取向随着负偏压的不同而不同；当负偏压为80 V时，TaN薄膜的硬度和弹性模量均达到最大值，分别为30.103和317.048 GPa，并且此时薄膜的膜？基结合最强；常温下单层TaN薄膜的摩擦因数与负偏压关系不大，基本保持在0.64~0.68之间；高温下，随着温度的升高，摩擦因数逐渐降低。
- 薛雅平曹峻喻利花许俊华
- 关键词：微观结构
- W含量对Ti_(1-x)W_xN复合膜的微结构、力学性能和摩擦性能的影响被引量：1
- 2014年
- 采用射频反应磁控溅射技术制备一系列不同W含量的TiWN复合膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、摩擦磨损仪等对TiWN复合膜微结构、力学性能和摩擦性能进行表征。结果表明:当W含量为10.19%时,TiWN复合膜呈fcc结构的TiWN相和Ti相双相结构;当W含量为25.42%时,复合膜中除TiWN相和Ti相,还出现了Ti2N新相;而当W含量为35.29%时,Ti相消失,W2N和β-W新相生成;当W含量增加到46.91%时,薄膜由TiWN,Ti2N,W2N和β-W相组成。随W含量的增加,薄膜硬度先升高后降低,室温摩擦因数和磨损率先减小后增大。W含量为35.29%时,硬度达到最大值,为30.67 GPa,室温摩擦因数和磨损率达到最小值,分别为0.531和3.662×10-8 mm2N-1。随温度升高,薄膜的摩擦因数先增大后减小,当温度升至800℃时,摩擦因数降至最低,为0.397。
- 喻利花董鸿志许俊华
- 关键词：磁控溅射微结构力学性能
- B靶功率对ZrBN复合膜的微结构、力学性能及摩擦性能的影响被引量：5
- 2013年
- 采用磁控溅射法,以不同的B靶功率(分别为24,30,60,90和120 W),在单晶硅(100)和不锈钢基底上制备一系列不同B含量的ZrBN复合膜,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、纳米压痕仪(CSM)和摩擦磨损试验机研究B靶功率对ZrBN复合膜的微结构、力学性能、以及室温和高温摩擦性能的影响。结果表明:当B靶功率低于30 W时,复合膜呈fcc ZrBN结构;当B靶功率高于30 W时,复合膜为fcc ZrBN和hcp ZrB2双相结构。当B靶功率为24 W时,复合膜的硬度和室温摩擦因数分别为29.3 GPa和0.75,随B靶功率增大,硬度和室温摩擦因数都逐渐减小。B靶功率为24 W时制备的ZrBN复合膜的摩擦因数随温度升高先减小后增大。同时,对ZrBN复合膜的摩擦机理进行探讨。
- 喻利花赵强马冰洋许俊华
- 关键词：微结构力学性能
- TiN/VCN多层膜的力学性能及摩擦磨损性能研究被引量：4
- 2013年
- 采用多靶磁控溅射技术,制备了TiN、VCN单层膜及调制比为1:1的系列调制周期的TiN/VCN多层膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损测试仪和扫描电子显微镜研究了各种薄膜的微结构、力学性能及室温和高温摩擦磨损性能。研究表明:TiN/VCN多层膜以δ-NaCl面心立方结构为主;TiN/VCN多层膜的最大硬度值为28.71 GPa,约为按混合法则计算所得理论硬度值的1.23倍,并据此分析了TiN/VCN多层膜的致硬机理;TiN/VCN多层膜在室温下摩擦系数与TiN单层膜摩擦系数相近,但当环境温度为700℃时,摩擦系数约0.4,较TiN单层膜(0.52)低。TiN/VCN多层膜室温和高温下的磨损率相比TiN单层膜减小了约3×10-14m3/(N.m)。从晶体化学和热测量方法角度讨论了TiN/VCN多层膜的Magnéli相V2O5的润滑机制。
- 曹峻许俊华喻利花
- 关键词：TINVCN力学性能摩擦磨损性能
- 不同调制周期TiAlSiN/Mo_2N多层膜的微观结构、力学和摩擦性能研究被引量：6
- 2014年
- 采用射频磁控溅射制备不同调制周期的TiAlSiN/Mo2N多层膜。利用X射线衍射,扫描电镜,能量弥散X射线谱,纳米压痕仪及摩擦试验机对薄膜的成分,相结构,力学及室温摩擦性能进行分析。结果表明,不同调制周期的TiAlSiN/Mo2N多层膜为fcc与hcp混合结构,不同调制周期的TiAlSiN/Mo2N多层膜硬度均大于单层TiAlSiN和Mo2N薄膜,且TiAlSiN/Mo2N多层膜的硬度与弹性模量随调制周期的影响不大,硬度稳定在29 GPa左右,室温条件下,以Al2O3为摩擦副的TiAlSiN/Mo2N多层膜平均摩擦系数平均摩擦系数均低于单层TiAlSiN、Mo2N薄膜,且随调制周期的增大逐渐降低,其最低平均摩擦系数为0.42,对应调制周期为12 nm。
- 鞠洪博喻利花许俊华
- 关键词：射频磁控溅射相结构
- W含量对ZrWN复合膜的微结构与摩擦性能的影响被引量：4
- 2013年
- 采用反应磁控溅射法分别在单晶硅（100）和不锈钢基底上沉积不同W含量的Zr1-xWxN（x=0.17，0.28，0.36，0.44，0.49）复合膜，利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机研究该复合薄膜的微结构、力学性能及摩擦性能，并探讨ZrWN复合膜的摩擦机理。结果表明：当x≤0.28时，复合膜呈fcc（Zr,W）N结构；当x为0.36~0.44时，复合膜呈fcc（Zr,W）N和fcc W2N结构；当x=0.49时复合膜为fcc（Zr，W）N、fcc W2N结构和β-W单质。Zr1-xWxN复合膜的硬度随x增加先增大后减小，当x=0.44时达到最大值，为36.0 GPa。随x增加， Zr1-xWxN复合膜的室温摩擦因数先减小后增大，摩擦表面生成的氧化物WO3对于降低摩擦因数起重要作用。
- 喻利花赵强马冰洋许俊华
- 关键词：微结构力学性能
- (Zr,V)N复合膜的结构、力学性能及摩擦性能研究被引量：3
- 2013年
- 通过非平衡磁控溅射的方法制备了不同V含量的(Zr,V)N复合薄膜,采用EDS,XRD,XPS,纳米压痕仪和摩擦磨损仪等对薄膜的化学成分、微结构、力学性能及摩擦性能进行了研究.结果表明,V的加入虽未改变ZrN的fcc晶体结构,但使薄膜的择优取向由ZrN的(200)面转变为(Zr,V)N的(111)面.随着V含量增加,(Zr,V)N复合膜的硬度略有升高后缓慢降低,并在含25.8at.%V后迅速降低.与此同时,薄膜的常温摩擦系数亦有小幅降低.高温摩擦研究表明,(Zr,V)N薄膜在300℃时出现V2O3,V2O5在500℃后形成,其含量也随温度的提高而增加.薄膜的摩擦系数因V2O5的形成而得到显著降低.
- 喻利花马冰洋曹峻许俊华
- 关键词：微结构力学性能
