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离子镀 Ti-N 涂层界面结构的电镜研究

一、引言 离子镀Ti二N涂层具有何种界面结构,一直是涂层显微结构研究的重要间题。涂层的界面结构严重影响涂层的性能。为了揭示涂层显微结构与其性能的内在联系,进而改善涂层工艺,人们对其界面间题进行了大量的研究,但由于实验手段的限制,没有得到很直观和很微观的结果〔工一3J。近年来人们开始尝试用透射电镜研究涂层的显微结构并建立了相应的实验方法【‘,“,。但是由于试样制备上的困难,迄今为止,仅限于研究平行基体表面的薄膜试样氏7,,这对了解涂层的界面结构显然是不够的, 我们曾以透射电镜为主要手段,配合其后多种显微测试方法得出了空心阴极离子镀Ti.N涂层的显微结构,并通过对垂直于基体表面薄膜试样的透射电镜观察,证实了涂层分层的精细结构:a一Fe基材一a汀i底层一TIN层及其层间界面相的存在【们。本工作在以上研究的基础上利用透射电镜及其少价Diff.技术得出其层间界面相分别为FeTi及Ti尹,并对于珑一FeTi、FeTi一a一Ti、千Ti一Ti...  (本文共7页) 阅读全文>>

《材料保护》2000年08期
材料保护

多弧离子镀用于制备高质量的Ti-N膜

1 前 言由于Ti N膜具有优异的耐蚀和耐磨性能 ,因而在许多领域(特别是表面精饰和刃具的表面改性 )中得到了广泛的应用。制备Ti N膜的方法很多 ,其中多弧离子镀是当今工业上应用最多的技术之一。该技术源于 60年代 ,在 80~ 90年代得到了飞速发展[1~ 4 ] 。尽管这项技术会在膜层中夹带许多液滴[5] ,而且这些液滴会影响膜层的光洁度和附着力等[6] ,但该技术所具有的优越性促使人们改进工艺来减少液滴的密度和尺寸 ,从而提高膜层的性能。本文对薄膜制备工艺中的几个重要参数进行研究 ,以期利用多弧离子镀制备出性能更佳的Ti N膜。2 实 验采用自行研制的多弧离子镀膜机 ,试样为 10 .0× 10 .0× 1.5的高速钢。膜层厚度采用 5 60型轮廓仪 (精度 0 .1μm)测试 ,显微硬度采用ПМТ 3型显微硬度计测试 ,液滴尺寸用ZJG 0 5卧式金相显微镜观测。3 结果与讨论3 .1 外加磁场的影响多弧离子镀膜中 ...  (本文共4页) 阅读全文>>

《无机材料学报》1986年04期
无机材料学报

Ti-N涂层晶体择优取向的电子衍射法研究

一、引言 近年来,离子镀Ti二N膜在刀具涂层上获得了广泛应用‘’一61,人们对其显微结构进行了大量研究〔7一’‘,。涂层晶体择优取向(亦称织构)是认识其显微结构本质的重要依据,它与涂层的成份及相结构,形貌及晶粒度,缺陷组织等共同构成了涂层显微结构研究的主要内容。因而大部分现有的文献均对这方面工作进行了报导〔‘“一‘“〕。但这些结果大多是通过x一时线衍射法取得的,不能精确地给出织构轴的取向·我们曾尝试在TEM上用电子衍射法研究Ti一N涂层晶体的择优取向,得到了较为精确的精果“3粉-·-·一几’ 本文从方法上进行了进一步的探讨,并以x一射线法作为辅助手段,得出了工艺参数对涂层晶体择优取向的影响,为揭示工艺参数—择优取向—性能之间的内在联系提出了新结果。:二、实验方法和样品制备 x一射线衍射是研究多晶体择优取向的成功方法,但对薄的(微米量级)多晶涂层就明显地受到限制。这是由于一般衍射仪结构的特点及其工作十分繁琐决定的。电子衍射本身就是...  (本文共7页) 阅读全文>>

《金属学报》1992年07期
金属学报

Ti-N多层膜的显微结构和压痕行为

用薄膜技术制备的人工超微结构在调制材料的力学和物理特性上,已展示了巨大的潜力,·除超晶格外,在其它方面也取得了一系列重要的结果〔’一6〕.近年来,我们对于Ti一N超硬膜系的纳米复合多层膜的合作研究结果表明(7),复合膜的硬度随其单层厚度的减少而递增,并且在某一单层厚度值上,达到其极大值.在显微结构研究中〔8,,观察到了这种膜的分层精细结构和单层厚度减少引起的晶粒细化效应.这些都展示了多层复合膜在提高超硬膜特性上的巨大潜力.本文给出了我们在维也纳大学应用和技术物理研究所合作进行Ti一N多层膜的显微结构和在超显微硬度测量中的微观力学行为研究的一些新结果.试验方法 Ti一N多层膜试样是在金属研究所的KLD一1型空心阴极离子镀膜机上制备的,所用的基材为不锈钢片.其设备、工艺以及制备透射电镜(T EM)薄膜试样的方法均已在前文〔9)中给出.试样的硬度测量在维也纳工业大学应用和技术物理研究所的Miero一Duromat 400型超显微硬度计...  (本文共7页) 阅读全文>>

《金属热处理》2005年10期
金属热处理

关于电弧离子镀Ti-N系涂层的若干技术问题

1引言20世纪80年代以来,离子镀已成为世界范围的一项表面工程高新技术产业,主要产品是高速钢和硬质合金工具上的氮化钛或相关体系的耐磨涂层和不锈钢制品上的氮化钛仿金装饰涂层。氮化钛或相关体系的耐磨涂层硬度很高,能减少工具表面的摩擦系数,降低刀具刃部的温度,提高工具的加工速度和工件表面质量,使刀具和模具的使用寿命成倍提高。尤其对难加工材料和高速切削的工况,效果更加明显。据资料显示,离子镀涂层刀具在先进工业国家中已获得普遍的应用,但国内商业应用很少,有专家估计,我国的PVD刀具涂层技术与国际水平相比,仍落后10年左右[1]。虽然经过20年的发展,涂层家族已出现了许多新的成员,但至今工具的主流涂层仍是Ti-N系涂层。为了交流涂层制备技术,结合笔者的实践,本文探讨了提高Ti-N系涂层质量的若干技术问题。2涂层的工艺设计与参数调整要制备出高性能的涂层,技术关键是合理的工艺设计。除了清洗工艺外,涂层过程的工艺参数主要包括本底真空度、弧流、基体...  (本文共3页) 阅读全文>>

《真空科学与技术》1993年05期
真空科学与技术

Ti-N薄膜与钢基体界面显微结构的透射电镜研究

1前言 七十年代末兴起的离子镀氮化钦薄膜技术被广泛地应用于刀具的表面优化领域,尤其是高速钢刀具。人们在进一步改进镀膜工艺、扩大氮化钦薄膜应用领域的同时,也在研究它的显微结构,目的是探索氮化钦薄膜微观结构及其性能、工艺三者之间的内在联系,从而获得高质量的硬质膜。 透射电子显微镜(TEM)是研究薄膜显微结构最有效、最直观的手段。用透射电镜来观察薄膜样品,尤其是横截面样品,能原位地获得薄膜的成核和生长特征、界面及其附近区域的固态反应和相变、膜的致密程度及膜中各种缺陷状态等各种微观结构信息〔‘〕。然而,横截面样品的制备是很困难的。尽管如此,透射电镜还是越来越多地被用来观察横截面样品,是研究薄膜微观结构,尤其是界面的微观组态的最有利的工具。 Ti一N薄膜与钢基体的结合强度对于涂层刀具的应用是一个非常重要的力学指标。有些研究者认为:为了在膜/基之间得到较高的结合强度,必须使界面尽可能的低,并且在界面处不存在过多氧化物,或因膜/基相互扩散而产...  (本文共8页) 阅读全文>>