航空材料学报
航空材料學報
항공재료학보
JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS
2014年
5期
37-42
,共6页
谷文翠%李寿德%王怀勇%陈春立%李朋%黄峰
穀文翠%李壽德%王懷勇%陳春立%李朋%黃峰
곡문취%리수덕%왕부용%진춘립%리붕%황봉
TiB2涂层%磁控溅射%偏压%摩擦磨损
TiB2塗層%磁控濺射%偏壓%摩抆磨損
TiB2도층%자공천사%편압%마찰마손
TiB2 coating%magnetron sputtering%bias voltage%friction and wear
为了提高TiB2涂层的致密性,采用磁控溅射技术,通过改变基片偏压,获得了floating,-30V,-90V三种偏压状态的涂层.利用XRD,SEM、纳米压痕仪、Vickers显微硬度仪和摩擦磨损试验机对涂层的结构和性能进行了分析.结果表明:所有制备涂层只存在六方结构TiB2相,偏压为floating状态时制备的涂层表现出疏松的柱状生长结构,硬度为15GPa.随偏压增大,涂层柱状结构变致密甚至消失,硬度和耐磨损性能都得到提高.偏压-30V提高到-90V,相对于floating状态制备的涂层,晶粒尺寸增加了一倍,达到21nm;柱状结构变致密最终消除;硬度从35.5GPa提高到61.9GPa,实现了超硬;同时耐磨损性能提高,使用摩擦副为直径6mm的Al2O3球进行干摩擦实验时,-90V制备的涂层磨损率为5.6×10-16m3/Nm,相对于-30V涂层降低了一个数量级.
為瞭提高TiB2塗層的緻密性,採用磁控濺射技術,通過改變基片偏壓,穫得瞭floating,-30V,-90V三種偏壓狀態的塗層.利用XRD,SEM、納米壓痕儀、Vickers顯微硬度儀和摩抆磨損試驗機對塗層的結構和性能進行瞭分析.結果錶明:所有製備塗層隻存在六方結構TiB2相,偏壓為floating狀態時製備的塗層錶現齣疏鬆的柱狀生長結構,硬度為15GPa.隨偏壓增大,塗層柱狀結構變緻密甚至消失,硬度和耐磨損性能都得到提高.偏壓-30V提高到-90V,相對于floating狀態製備的塗層,晶粒呎吋增加瞭一倍,達到21nm;柱狀結構變緻密最終消除;硬度從35.5GPa提高到61.9GPa,實現瞭超硬;同時耐磨損性能提高,使用摩抆副為直徑6mm的Al2O3毬進行榦摩抆實驗時,-90V製備的塗層磨損率為5.6×10-16m3/Nm,相對于-30V塗層降低瞭一箇數量級.
위료제고TiB2도층적치밀성,채용자공천사기술,통과개변기편편압,획득료floating,-30V,-90V삼충편압상태적도층.이용XRD,SEM、납미압흔의、Vickers현미경도의화마찰마손시험궤대도층적결구화성능진행료분석.결과표명:소유제비도층지존재륙방결구TiB2상,편압위floating상태시제비적도층표현출소송적주상생장결구,경도위15GPa.수편압증대,도층주상결구변치밀심지소실,경도화내마손성능도득도제고.편압-30V제고도-90V,상대우floating상태제비적도층,정립척촌증가료일배,체도21nm;주상결구변치밀최종소제;경도종35.5GPa제고도61.9GPa,실현료초경;동시내마손성능제고,사용마찰부위직경6mm적Al2O3구진행간마찰실험시,-90V제비적도층마손솔위5.6×10-16m3/Nm,상대우-30V도층강저료일개수량급.
