CrAlSiN納米復(fù)合硬質(zhì)薄膜作為最新第三代膜層體系,擁有前兩代硬質(zhì)薄膜不所具備的諸多優(yōu)良性能,其硬度、彈性模量、韌性以及高溫抗氧化和熱穩(wěn)定性能均有較大幅度的提升,延長了涂層刀具甚至模具膜層的使用壽命。本文針對磁控濺射制備CrAlSiN硬質(zhì)薄膜,基于膜層硬度、模量和相結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵本征特性,開展膜層制備最佳工藝實驗;在此基礎(chǔ)上,進一步依據(jù)刀具高速切削、干摩擦或難加工材料的高溫環(huán)境溫度,分別進行大氣和真空熱處理,研究薄膜的抗氧化性能及熱穩(wěn)定性能。在課題組前期工作基礎(chǔ)上,分別在高速鋼與硬質(zhì)合金表面沉積CrAlSiN硬質(zhì)薄膜,Si含量分別為7.18/8.06at.%;實驗設(shè)計了基材前處理工藝,即輝光清洗后繼續(xù)進行2小時Ar離子轟擊,以改進膜基結(jié)合力和膜層沉積結(jié)構(gòu);濺射后在大氣和真空環(huán)境下進行高溫?zé)崽幚恚?00℃、800℃、900℃和1000℃）,膜層樣品通過掃描電鏡及能譜儀、X射線衍射儀、納米壓痕儀、激光共聚焦顯微鏡、蔡司金相顯微鏡等手段進行表征和分析。以高速鋼為基體的CrAlSiN薄膜,最大硬度和彈性模量值可達27.17GPa/293.8GPa;以硬質(zhì)合金為基體的CrAlSiN薄膜,最大硬度和... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 磁控濺射納米復(fù)合硬質(zhì)薄膜
    1.2 CrAlSiN硬質(zhì)薄膜研究進展
        1.2.1 硬度及其致硬機理
        1.2.2 耐磨性能
        1.2.3 抗氧化與熱穩(wěn)定性能
    1.3 薄膜制備工藝與原理
        1.3.1 濺射鍍膜
        1.3.2 磁控濺射原理
    1.4 課題組研究現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容及意義
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 研究意義
第2章 實驗方案
    2.1 技術(shù)路線
    2.2 實驗材料
        2.2.1 基體的選擇與預(yù)處理
        2.2.2 濺射靶材的選擇
    2.3 實驗流程與工藝參數(shù)
        2.3.1 膜層制備流程
        2.3.2 膜層制備工藝
        2.3.3 膜層高溫處理工藝
    2.4 實驗設(shè)備
        2.4.1 鍍膜設(shè)備
        2.4.2 高溫?zé)崽幚碓O(shè)備
        2.4.3 性能檢測設(shè)備
第3章 CrAlSiN薄膜結(jié)構(gòu)與性能
    3.1 基體的本征性能
        3.1.1 預(yù)處理后基體的表面粗糙度
        3.1.2 基體的硬度及模量
    3.2 Ar離子轟擊對結(jié)合力的影響
    3.3 薄膜的成分與表面形貌分析
    3.4 薄膜的物相結(jié)構(gòu)分析
    3.5 薄膜的硬度、模量分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 CrAlSiN薄膜高溫抗氧化性研究
    4.1 大氣熱處理后CrAlSiN薄膜物相分析
    4.2 大氣熱處理后CrAlSiN薄膜表面形貌與成分分析
    4.3 大氣熱處理后CrAlSiN薄膜氧化失效過程
    4.4 本章小結(jié)
第5章 CrAlSiN薄膜真空熱穩(wěn)定性研究
    5.1 真空熱處理后CrAlSiN薄膜物相分析
    5.2 真空熱處理后CrAlSiN薄膜表面形貌與成分分析
    5.3 真空熱處理后CrAlSiN薄膜硬度與模量分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3187119