CrBC薄膜的制备及摩擦学特性的研究开题报告VIP专享VIP免费

Cr-B-C薄膜的制备及摩擦学特性的研究2研究方法、技术路线及可行性分析研究方法、技术路线及可行性分析研究目标、内容及拟解决的关键理论研究目标、内容及拟解决的关键理论国内外研究现状国内外研究现状目录课题来源及背景课题来源及背景11223344现有研究条件和工作基础现有研究条件和工作基础55计划进度及预期研究结果计划进度及预期研究结果661课题来源及背景1.1课题来源第一代第一代第二代第二代第三代第三代最高级别最高级别简单的二元氮化物、碳化物常见的主要有TiN、CrN、ZrN、TiC、VC、TaC多元复合过渡金属化合物主要是：TiCN、TiAlN、CrTiAlN等纳米多层（复合）超硬膜硬度高于100GPaDLC，优异的力学性能、表面状况和抗磨损性能，摩擦系数很低，低于0.21.2背景1课题来源及背景1.现代制造业对金属切削刀具和许多在摩擦环境中使用的部件的技术要求越来越高。2.硬质薄膜材料从简单的二元氮化物、碳化物逐渐发展到纳米多层(复合)超硬膜。3.过渡族金属氮化物膜层因其硬度高、高温抗氧化、耐腐蚀和摩擦系数低等优点已经在工业生产中有泛应用,比如大幅度提高了高速钢和硬质合金刀具的使用寿命和切削速率。4.近年来，国内外工作者将CrN优良的摩擦学性能同广泛使用的TiN进行了比较，发现CrN涂层不但有很强的抗磨、减磨性能，而且还有优良的耐腐蚀能力，高温稳定性，并且可以形成厚膜。2国内外研究现状2.1研究成果早期研究广泛应用目前的研究国内外对比2000年以来，国内外工作者的研究表明，CrN涂层的钻头用于合金钢板时比普通钻头提高7倍的寿命；所做的磨损实验表明CrN具有结合力强，化学稳定性高，热扰动性能好和700℃以下良好的热稳定性等优点。在工业应用中，CrN涂层广泛应用于加工铜基和钛基合金的铣刀和车刀上,并广泛应用于铝制合金的铸件上。90年代初，国外在CrN涂层耐磨性能的研究上逐渐取得了一些研究成果，研究表明，CrN涂层显微硬度值约为2200HV；有极好的附着力，划痕实验临界载荷可达85N;薄膜有紧凑的柱状晶结构和更致密的显微组织。美国PhygenInc公司04年已经宣称拥有高附着力的更硬、更韧的纳米晶CrN镀膜，纳米压痕硬度高达40~50GPa，镀膜抗高温氧化温度高达840℃以上，摩擦系数小于0.1s。到目前为止，我国对CrN的研究还不是很深入，在这方面应引起我国科学工作者的重视。2国内外研究现状2.2主要方法拟采用方法单层结构采用磁控溅射的方法先在硬质合金表面沉积一层纯Cr中间层，然后通过改变向腔体中通入的Ar2和N2的气体流量比来改变沉积的薄膜中Cr和N的原子比，直到沉积成膜厚为几微米的厚膜。然后研究其膜层的化学成分、微观结构及摩擦磨损、电化学腐蚀性能。常用的多弧离子镀(简称MAIP)技术具有高离化率、高沉积速率和低成本等优势,但在沉积过程中,涂层表面存在阴极材料所射出的大颗粒(液滴相),导致涂层缺陷增多、均匀性和强度降低、表面粗糙度增加的缺点。磁过滤阴极弧源技术(简称FCVA)用等离子体电磁场过滤，可有效减少或消除大颗粒，得到更为光滑、坚硬和致密均匀的涂层。3研究目标、内容及拟解决的关键技术问题3.1研究目标通过查阅文献和大量的探索实验确定制备CrN梯度模的各项参数以及Ar2和N2的流量比。123能够根据设定好的参数和不同的气体流量比制备出膜基结合力和性能相对较好的CrN梯度模。能够应用所具有的实验条件研究CrN梯度模在不同水溶液(海水、模拟体液)中的摩擦学性能和电化学腐蚀性能。3研究目标、内容及拟解决的关键技术问题3.1研究目标Cr基体N2逐渐增加随着N2和Ar流量比的增加，沉积的膜层中N和Cr的原子比逐渐增加，形成CrN梯度模。随着N2和Ar流量比的增加，沉积的膜层中N和Cr的原子比逐渐增加，形成CrN梯度模。3研究目标、内容及拟解决的关键技术问题3.2研究内容CrN梯度模的制备CrN梯度模的摩擦磨损性能CrN梯度模的电化学腐蚀性能3研究目标、内容及拟解决的关键技术问题3.2研究内容1、CrN梯度模的制备运用磁控溅射的方法制备出要研究的CrN梯度模3研究目标、内容及拟解决的关键技术问题3.2研究内容研究CrN梯度模在不同水环境下(海水、模拟体液)的摩擦学性能，并将其与CrN双层膜的摩擦学特性进行比较。2、CrN梯度模的摩擦磨损性能3研究目标、内容及...