Struttura u Proprjetajiet Ta 'Films Irqaq TiCN Ippreparati Permezz tal-Ko-Sputtering tal-Grafita Mira U Titanju

Struttura u proprjetajiet ta 'film irqiq TiCN imħejji permezz ta' mira tal-grafita u ko-sputtering ta 'mira ta' titanju

Folji rqiqa tat-TiCN tħejjew fuq sottostrat ta 'l-azzar ta' veloċità għolja M2 permezz ta 'mira tal-grafita sputtering u mira tat-titanju f'atmosfera mħallta ta' nitroġenu u argon. L-ebusija tal-film irqiq TiCN ġiet ittestjata permezz ta ’strument nano-indentazzjoni. Sadanittant, il-kombinazzjoni ta 'film irqiq TiCN u matriċi kienet evalwata permezz ta' metodu ta 'indentazzjoni u metodu ta' grif. Ir-riżultati juru li l-atomi C f 'film irqiq TiCN jeżistu fil-forma ta' soluzzjoni solida fil-kannizzata TiN, l-orjentazzjoni ta 'film irqiq TiCN fuq (111) ) wiċċ kristall ovvjament aktar dgħajjef minn dak ta 'film irqiq TiN, il-ksur ta' film irqiq TiCN huwa struttura ta 'blokka twila, id-daqs trasversali tiegħu huwa iżgħar minn dak ta' film irqiq TiN, u l-wiċċ ta 'film irqiq TiCN huwa konkav u konvess. Il-forza li torbot bejn il-film irqiq TiCN u l-matriċi hija madwar 40N, u l-atomu C għandu l-effett li jsaħħaħ is-soluzzjoni solida u jsaħħaħ il-kristall fin fit-tertuqa rqiqa tat-TiCN. L-ebusija ta ’film irqiq TiCN tiżdied minn 20.3 ta’ film TiN għal 33.4GPa. Il-film TiCN għandu prestazzjoni tajba kontra l-frizzjoni, u l-ħajja ta 'servizz tal-viti ta' film TiCN hija mtejba b'mod sinifikanti meta ttektek materjal ta '40Cr minn viti ta' film TiN u viti mhux miksija.

L-iżvilupp mgħaġġel tat-teknoloġija moderna tat-tqattigħ ressaq rekwiżiti ogħla għall-materjal u l-proprjetajiet tal-għodod tal-qtugħ. Wieħed mill-modi fattibbli biex tittejjeb il-prestazzjoni tal-għodda huwa li tiddepożita film iebes fuq il-wiċċ tal-għodda . Il-film iebes TiN, TiC, TiCN u TiAlN huwa d-dehra bikrija ta 'bosta saffi għall-protezzjoni tal-wiċċ tal-għodda, għadu użat ħafna fil-qasam tal-film tal-protezzjoni mekkanika. Folji rqiqa tat-TiCN huma wżati ħafna fl-għodod tal-qtugħ, forom u partijiet reżistenti għall-ilbies minħabba l-ebusija għolja tagħhom u l-koeffiċjent ta 'frizzjoni baxxa. Folji irqaq tat-TiCN huma ppreparati prinċipalment permezz ta' depożizzjoni ta 'fwar, inkluż depożizzjoni kimika ta' fwar (CVD) u depożizzjoni fiżika ta 'fwar (PVD). Proċess CVD ta 'film irqiq ippreparat bit-temperatura tal-forn' l fuq minn 850 ℃, ġeneralment anke teknika ta 'depożizzjoni kimika ta' fwar kimiku f'temperatura medja (MT - CVD), it-temperatura operattiva tiegħu hija ta 'madwar 600 ℃, il-ġenerali lil hinn mill-moffa ta' l-azzar u partijiet mit-temperatura ta 'l-ittemprar, għalhekk il-metodu mhuwiex adattat għall-kisi fuq is-sottostrat ta 'l-azzar. PVD ta 'film irqiq ippreparat bit-temperatura ta' tħaddim taħt il-500 can, jista 'jissodisfa l-ħtieġa tal-kisja tas-sottostrat ta' l-azzar.

Fil-preżent, ħafna mill-metodi tal-PVD jużaw CH4 jew C2H2 bħala s-sors C biex jippreparaw films irqaq tat-TiCN. Matul il-proċess tal-preparazzjoni, films irqaq TiCN bi proporzjonijiet ta 'kontenut differenti ta' elementi u proprjetajiet differenti jistgħu jinkisbu billi jiġi aġġustat il-proporzjon tal-fluss tal-gass. Madankollu, il-problema b'dan il-metodu hija li l-gass eċċessiv tas-sors tal-karbonju jikkawża tniġġis serju għall-istruttura interna tal-kisi korp tal-forn tal-magna, u s-saff residwu maħlul tal-karbonju fil-ħajt tal-forn jiġu rilaxxati fil-kisi li jkun imiss, li jinterferixxi fl-atmosfera tad-depożizzjoni tal-film, li ma twassalx għal produzzjoni kontinwa, u ta 'spiss iwassal għall-prestazzjoni instabbli tal-biċċa xogħol tal-film. fil-produzzjoni industrijali.

L-użu ta 'sors solidu C biex tipprepara film TiCN jista' jnaqqas ħafna jew jevita t-tniġġis tal-korp tal-forn. Sputtering tal-manjetron reattiv huwa wieħed mit-teknoloġiji ewlenin tal-metodu tal-PVD. Il-wiċċ tal-kisi mħejji b'dan il-metodu ma għandux fenomenu kbir ta 'partiċelli, iżda għandu kwalità tajba tal-wiċċ, u jista' jintuża biex jiġu ppreparati films irqaq TiCN fuq matriċi ta 'l-azzar. Guojun Zhang et al. films ippreparati TiCN taħt l-atmosfera mħallta tan-nitroġenu u l-argon permezz tal-mira tal-grafita tat-tifrix u mira tat-titanju. Huma indikaw li biż-żieda tal-qawwa tat-tifrix u l-effiċjenza tad-depożizzjoni tal-mira tal-grafita, il-ħxuna totali u ċ-ċiklu tal-modulazzjoni tal-films miksuba fl-istess ħin żdiedu. Biż-żieda tal-qawwa mmirata tat-tifrix, l-istruttura tat-TiCN film irqiq inbidlet, u l-orjentazzjoni tal-pjan tal-kristall (111) u (220) gradwalment iddgħajfet. L-ebusija ta ’film irqiq TiCN l-ewwel żdiedet u mbagħad naqset, u l-ebusija għolja ta’ z * laħqet aktar minn 40GPa.Il-koeffiċjent tal-frizzjoni ta ’film irqiq TiCN naqas biż-żieda tal-qawwa tat-tifrix tal-mira tal-grafita, u z * baqa’ madwar 0.2.Xu junhua et al. films irqiq tat-TiCN ippreparati b'sors tal-karbonju solidu permezz tat-teknoloġija tal-manjetron tat-tifrix. L-influwenza tal-qawwa tal-mira ta ’tifrix tal-grafita miksuba f'dan l-istudju fuq l-istruttura u l-ebusija tal-films irqaq tat-TiCN kienet bażikament konsistenti ma’ dik tal-kurrent tal-ispinter tal-grafita. Madankollu, in-netwerk tat-teknoloġija tal-vakwu (http://www.chvacuum.com/) jemmen li l-ebda mir-rapporti ta ’riċerka ta’ hawn fuq ma sabu l-kompożizzjoni tal-films irqaq tat-TiCN. Mhux ċar dwar il-kontenut ta 'karbonju f'riti rqiqa tat-TiCN ippreparati bl-użu ta' sorsi ta 'karbonju solidu, u l-qawwa ta' rbit bejn il-films irqiq tat-TiCN u l-matriċi ma ġietx analizzata.

Dan id-dokument JUŻA r-riċerka u l-iżvilupp ta 'l-università ta' Sichuan RZP-800 magna tal-kisi tal-manjetron reattiv ta 'frekwenza medja, billi juża mira tal-grafita bħala sors ta' karbonju, minflok CH4 jew C2H2, f'taħlita ta 'atmosfera ta' nitroġenu u argon permezz ta 'preparazzjoni ta' film TiCN sputtering ta 'mira tal-grafita u l-mira tat-titanju, u l-metodu ta ’preparazzjoni biex tinkiseb il-kompożizzjoni tal-pellikola TiCN, struttura, ebusija u saħħa ta’ rbit huma analizzati u r-riċerka, fl-istess ħin hija investigata bil-metodu fl-applikazzjoni prattika ta ’film ta’ depożizzjoni TiCN fuq il-wiċċ ta ’azzar ta’ veloċità għolja. vit.

1. Metodi sperimentali

1.1 materjali u teknoloġija tal-preparazzjoni tal-film

Għażla ta 'azzar ta' veloċità għolja M2 bħala materjal ta 'sottostrat, id-daqs tal-kampjun huwa 6 mm x 10 mm x 6 mm, u ipprepara l-istess numru ta' drapp Φ 10 mm speċifikat tal-vit, użat għat-test tat-tqattigħ. Miri tat-tifrix kienu par ta ’mira ta’ titanju (purità 99.99%) u par ta ’mira tal-grafita (purità 99.99%), u ż-żewġ miri (4 miri) kienu rranġati alternattivament u b’mod uniformi fuq il-ħajt tal-kisi. Qabel il-kisi, il- \ t kampjun kien illustrat biex jitneħħew grif makroskopiku viżibbli għall-għajn u illustrat mal-wiċċ mera. Imbagħad, il-vit u l-kampjun ġew ikkastjati bir-ramel flimkien biex jitneħħa t-tniġġis fis-saff superfiċjali. Wara t-tindif ultrasoniku, il-kampjun kien imnixxef u ġie mgħobbi fil-forn. Vakwu għal 9.0 10-3 Pa, saħħan minn qabel il-biċċa tax-xogħol għal 60min, u mbagħad uża l-effett tal-bumbardament tal-jonju tal-argon biex inċiżi u naddaf is-sottostrat għal 30min taħt preġudizzju negattiv . Sabiex titjieb il-qawwa tal-irbit bejn il-film u l-matriċi, blokok Ti tal-metall fil-griġjol evaporattiv jiddepożita saff ta 'saff ta' transizzjoni tal-metall Ti fuq il-matriċi. Wara z *, fi pressjoni ta '4.5 10-1 Pa, grafita mxerrda il-mira tat-titanju u l-mira tat-titanju ntużaw biex jippreparaw films irqaq tat-TiCN għal 3h.Il-kisi ġie mkessaħ għal siegħa, u l-kampjuni ttieħdu .

1.2 karatterizzazzjoni tal-istruttura u l-prestazzjoni tal-films irqaq

L-istruttura tal-ksur u l-morfoloġija tal-wiċċ ta ’film irqiq TiCN ġew osservati minn s-4800 (Hitachi, Ġappun) SEM, u l-kontenut ta’ l-element tal-film ġie analizzat permezz ta ’EDS.X’ Pert Pro (Philips, Holland) X-ray diffraction (XRD) ) intuża biex janalizza l-kompożizzjoni tal-fażi u d-daqs tal-ħabba tal-kisi. Is-sistema tat-test Nano Indenter XP (Agilent, l-Amerika) intużat biex tanalizza l-ebusija u l-modulu elastiku tal-kisi. Sadanittant, il-metodu ta ’indentazzjoni u l-metodu tal-bidu saħħa ta ’rbit bejn il-film u l-matriċi. L-ittestjar tal-ebusija tal-blat Hr-150a intuża għall-metodu ta 'indentazzjoni, u t-tagħbija kienet ta' 150kg. Il-metodu ta 'scratch jadotta hh-3000 scratch tester, u t-tagħbija hija 100N.Il-magna tat-tħaffir vertikali Z5135 intużat għat-test tal-qtugħ tal-vit. Il-veloċità tal-magħżel tal-magna tat-tħaffir kienet ta '530r / min, il-materjal tal-utilizzar kien 40Cr azzar imkessaħ u ttemprat, u l-ebusija tal-imkessħa u ttemprat kienet HRC29 ~ 32.

2, il-konklużjoni

Bl-użu ta 'sors ta' karbonju solidu, il-mira tal-grafita u l-mira tat-titanju kienu ko-sputtered permezz ta 'teknoloġija reattiva tal-manjetron sputtering biex jiġu ppreparati films irqaq TiCN fuq sottostrat tal-azzar ta' veloċità għolja. L-istruttura u l-proprjetajiet tal-films irqiq tat-TiCN miksuba ġew analizzati sistematikament, u l-konklużjonijiet kienu kif ġej: \ t

(1) il -ksur ta 'film irqiq TiCN ippreżenta struttura ta' blokka twila li tikber perpendikolari għall-interfaċċja. L-istruttura concavo-konvessa fuq il-wiċċ ta 'film irqiq TiCN kienet iktar dgħajfa minn dik ta' film irqiq TiN, filwaqt li kien hemm aktar mikropartiċelli fuq il-wiċċ ta 'film irqiq TiCN. Folja rqiqa tat-TiCN tifforma soluzzjoni solida bbażata fuq it-TiN. Iż-żieda ta 'atomu C tnaqqas b'mod sinifikanti l-quċċata tad-diffrazzjoni tal-film irqiq fuq il-wiċċ tal-kristall (111).

(2) minħabba t-tisħiħ tas-soluzzjoni solida u t-tisħiħ tal-kristall fin tal-atomu C, l-ebusija tal-film TiCN tjiebet b'mod sinifikanti meta mqabbla mal-film TiN, u l-ebusija tal-film TiCN kienet ta '33.4GPa. Wara li s-saff ta 'transizzjoni Ti ntuża bħala s-sottostrat, is-saħħa ta' rbit bejn il-film TiCN u t-tijm TiN u sottostrat ta 'l-azzar ta' veloċità għolja M2 ma kinitx differenti b'mod sinifikanti, it-tnejn li huma kienu madwar 40N.

(3) il-forma ta 'użu tal-film TiCN hija prinċipalment ilbies li jobrox, li jifforma film ta' trasferiment tal-karbonju fuq il-wiċċ tal-film waqt frizzjoni u l-ilbies. Il-film għandu rwol ta 'lubrikazzjoni solida u kontra l-frizzjoni. Il-ħajja ta ’servizz tal-viti ta’ film TiCN hija mtejba b’mod sinifikanti meta ttektek materjal ta ’40Cr, li huwa 3 darbiet ogħla minn dak ta’ viti mhux filmati u 1.6 darbiet ogħla minn dak tal-viti tal-film TiN, rispettivament.

IKS PVD, magna tal-kisi tat-tifrix, ikkuntattja: iks.pvd@foxmail.com