学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Ti-Mo-N纳米结构复合膜的微结构与性能研究

作　者: 王秀贤
导　师: 许俊华
学　校: 江苏科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 磁控溅射 MoN单层膜 TiMoN复合膜显微结构性能
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本论文采用在JGP450复合型高真空多靶磁控溅射设备上采用分离靶磁控反应溅射制备了MoN单层膜和TiMoN复合膜,研究了靶功率对MoN单层膜和不同Mo含量的TiMoN复合膜的微结构、力学性能、抗氧化性能和耐磨性能的影响。对MoN单层膜的研究表明:MoN薄膜主要呈现面心立方γ-Mo₂N结构,并以柱状晶的形式生长。氧化温度发生在500～600℃之间,600℃时氧化较严重,生成针状的氧化物。在干式摩擦磨损的条件下,功率为240W时,薄膜的硬度较低但是摩擦系数较小,耐磨性较好,分析其原因是Mo的润滑性能较好。对低Mo含量TiMoN复合膜的研究表明:随着Mo靶功率的升高,（1）TiMoN复合膜中Mo原子的含量逐渐增大;且复合膜呈立方TiN结构,有（111）面择优生长的趋向;（2）TiMoN复合膜的硬度均比TiN单层膜的硬度有所提高,其最大硬度值为24.76GPa;（3）TiMoN复合膜的抗氧化温度在500～600℃之间;（4）室温下,TiMoN复合膜摩擦系数较小,磨损率较低,耐磨性较好,最小平均摩擦系数为0.3583。磨损机理主要是粘着和剥层磨损;高温下,摩擦系数随Mo含量的增加先升高后降低,最小平均摩擦系数为0.3882,Magnéli相_Mo的氧化物是影响TiMoN复合膜摩擦系数的主要因素,其磨损机理主要是氧化磨损。对高Mo含量TiMoN复合膜的研究表明:随Mo靶功率升高,（1）TiMoN复合膜中Mo含量增大;且TiMoN复合膜呈立方的Mo₂N结构,复合膜的衍射峰（111）逐渐减小,（200）逐渐增大;（2）TiMoN复合膜的显微硬度逐渐增大,最大值为36.32GPa,推断是由固溶强化、晶粒尺寸等因素造成的;（3）TiMoN复合膜抗氧化性能较好,在600℃左右,原因是Mo的加入使得TiMoN复合膜更好的阻止氧元素的渗入;（4）TiMoN复合膜室温下的摩擦系数逐渐下降,最小值为0.3917,影响因素主要是硬度;高温下复合膜的摩擦系数先增大后减小,最小值为0.3817,影响因素主要是润滑性氧化物和黏着磨损的强弱程度;并从MoO₃和TiO₂的离子电势差较大这一晶体化学理论解释了TiMoN复合膜耐磨性较好。Mo含量为73.15at.%的TiMoN复合膜综合性能最优异,显微硬度为36.32GPa,抗氧化温度600℃左右,室温摩擦系数为0.3917,700℃时摩擦系数为0.3817。

Ti-Mo-N纳米结构复合膜的微结构与性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文