AlB₂-type WB₂是一種極具潛力的硬質(zhì)自潤滑涂層。其硬度高達35⁴0GPa,磨損率低至10^-7mm³/mN,有望用于航天航空等領域急需的高速高效切削鈦、鋁及其合金等難加工材料的刀具涂層,但其存在韌性低、壓應力大等問題。通過C、Si摻雜構筑多元涂層可進一步改善WB₂的綜合性能。本文利用直流（反應）磁控濺射技術,在YG8硬質(zhì)合金和Si片上分別制備了WBC和WBCSi涂層,系統(tǒng)地研究了C、Si摻雜對AlB₂-type WB₂基WBC（Si）涂層的組織結構、殘余應力、力學、摩擦學性能的影響規(guī)律及作用機制。利用WB₂靶材和C₂H₂,通過反應磁控濺射法制備了WBC涂層。保持總壓強0.7Pa不變,隨著P_C2H2（0⁰.035Pa）的增加,涂層的相組成依次為WB₂/a-WC（a表示非晶）,a... 

【文章來源】：西安石油大學陜西省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

多層結構的韌化機制[12]

生塑性變形的主要機制是位錯的產(chǎn)生和運動。當材料受力新的位錯，伴隨著已經(jīng)形成的位錯不斷滑移，直至遇到量原子錯配形成了一個阻礙位錯連續(xù)運動的斥力場，而動，就需要增加使材料發(fā)生位錯運動的應力閾值。理論應力與位錯網(wǎng)格中釘扎點的距離成反比，晶粒尺寸越小則合 Hall-Petch[14,15]關系式(1-1)。其中，H0為材料本征硬度料而言，k 是一個常數(shù)。6-18]表明，當晶粒尺寸低于 10nm 時，材料發(fā)生形變的主會急劇下降，即呈現(xiàn) reverse Hall-Petch 效應，如圖 1-2[的尺寸限制，Veprek 和 Reiprich[20,21]提出了熱力學驅(qū)動合涂層：nc-TiN/a-Si3N4。nc-TiN/a-Si3N4納米復合涂層的屬氮化物被一個單分子層的 a-Si3N4所分隔，Si3N4抑制嵌于a-Si3N4的復合結構，由于nc-TiN內(nèi)無法產(chǎn)生位錯增值TiN 的阻礙難以擴展，使得材料實現(xiàn)了超高強度(80~105G

層中的 TiN 晶粒是以納米直徑的柱狀晶形式存厚度約3個分子層(~0.7nm)的晶體態(tài)，并不是以 Si3N4界面相與相鄰的 TiN 晶體形成了共格結i3N4其實是一種“贗晶”，并在近期所發(fā)表的論文格結構的模型[27]。同時早在 2005 年 Veprek[2界面層是“amorphous”改成了“X-ray amorphous”改成了“nc-TiN/Si3N4”。但在制備技術方面，十eprek 超過金剛石硬度的結果，Veprek 將結果歸度和氮分壓不夠高，二是因為涂層中存在的微廣泛爭議，但這一設計理念具有顯著的進步意

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鎢硅二元體系化合物穩(wěn)定性、力學性能和電子結構的理論計算研究[J]. 金娜,庾強,楊延清,羅賢.  功能材料. 2018(04)
[2]柔性硬質(zhì)納米復合涂層[J]. 金德里奇·繆塞爾.  中國表面工程. 2016(03)
[3]硬質(zhì)陶瓷涂層增韌及其評估研究進展[J]. 裴晨蕊,孫德恩,Sam Zhang,黃佳木.  中國表面工程. 2016(02)
[4]評Veprek的nc-TiN/a-Si3N4模型和其“超過金剛石硬度”的實驗基礎[J]. 李戈揚.  無機材料學報. 2015(01)
[5]磁控濺射制備的W,WSi2,Si單層膜和W/Si,WSi2/Si多層膜應力[J]. 黃秋實,李浩川,朱京濤,王曉強,蔣勵,王占山,唐永建.  強激光與粒子束. 2011(06)
[6]硬質(zhì)及超硬涂層的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 張瑛,楊俊峰,方前鋒.  科技資訊. 2009(33)
[7]硬質(zhì)合金刀具涂層技術現(xiàn)狀及展望[J]. 陳顥,羊建高,王寶健,劉海浪.  硬質(zhì)合金. 2009(01)

博士論文
[1]MoB2和WB3的高溫高壓合成及其結構和硬度性質(zhì)研究[D]. 陶強.吉林大學 2015
[2]兩相納米結構薄膜中的模板效應與超硬效應[D]. 孔明.上海交通大學 2009



本文編號：3622397