Estrikti ak pwopriyete TiCN Thin Films Prepare pa sib Graphite ak Titanium sib Ko-sputtering

Estrikti ak pwopriyete nan TiCN fim mens prepare pa sib grafit ak Titàn sib ko-sputtering

TiCN fim mens yo te prepare sou M2 segondè-vitès sibstans asye pa sputerin sib grafit ak Titàn sib nan yon atmosfè melanje nan azòt ak Agon. Mikrosstrikti a ak estrikti nan TiCN fim mens yo te analysé pa optik mikroskop elektwonik ak X-ray diffractometer. Dite nan TiCN fim mens te teste nan enstriman nano nano. Pandan se tan, te konbine nan TiCN fim mens ak matris evalye pa metòd dentaite ak metòd grate. Rezilta yo montre ke atòm C nan TiCN fim mens egziste nan fòm lan nan solisyon solid nan tiN lasi, oryantasyon an nan TiCN fim mens sou (111 ) Sifas kristal se evidamman pi fèb pase sa yo ki an TiN fim mens, ka zo kase a nan TiCN fim mens se yon estrikti blòk long, gwosè Transverse li yo se pi piti pase sa yo ki an TiN fim mens, ak sifas la nan TiCN fim mens se konkav ak konvèks. Fòs obligatwa a ant TiCN fim mens ak matris se sou 40N, ak C atòm gen efè a nan solisyon solid ranfòse ak amann kristal ranfòse nan tiCN fim mens. Dite a nan tiCN fim mens ogmante soti nan 20.3 nan fim TiN 33.4GPa. TiCN fim gen bon pèfòmans antifriksyon, ak lavi sa a ki sèvis nan tiCN fim tiyo siyifikativman amelyore lè frapan materyèl 40Cr pase tiN fim tiyo ak wobinè wouye.

Devlopman rapid nan teknoloji modèn koupe mete devan pi wo kondisyon pou materyèl la ak pwopriyete nan zouti koupe. Youn nan fason ki posib yo amelyore pèfòmans zouti se depo fim difisil sou sifas zouti . TiN, TiC, TiCN ak TiAlN fim difisil se aparans la byen bonè nan plizyè kouch pwoteksyon sifas zouti, se toujou lajman itilize nan jaden an nan fim pwoteksyon mekanik. TiCN fim mens yo lajman ki itilize nan koupe zouti, mwazi ak mete pati rezistan akòz segondè dite yo ak ba koyefisyan friksyon.TiCN fim mens yo sitou prepare pa vapè depo, ki gen ladan depozisyon vapè pwodui chimik (CVD) ak fizik depozisyon vapè (PVD). Pwosesis CVD nan fim mens prepare pa tanperati a gwo founo dife pi wo a 850 ℃, anjeneral menm mwayen tanperati teknik pwodiksyon chimik depozisyon vapè (MT - CVD), tanperati k ap travay li yo se sou 600 ℃, jeneral la pi lwen pase mwazi an asye ak pati nan tanperati a tanperati, kidonk metòd la se pa apwopriye pou kouch sou substra a asye. PVD nan fim mens prepare pa tanperati a k ap travay anba a 500 ℃, ka satisfè kondisyon an nan kouch nan substra asye.

Kounye a, pifò metòd PVD yo itilize CH4 oswa C2H2 kòm sous C pou prepare fim mens TiCN. Pandan pwosesis preparasyon an, TiCN fim mens ak diferan eleman rapò kontni ak pwopriyete diferan yo ka jwenn nan ajiste rapò a koule gaz.Sepandan, pwoblèm nan ak metòd sa a se ke twòp kabòn sous gaz ap lakòz polisyon grav nan estrikti entèn nan kouch la. machin gwo founo dife machin, epi yo pral rezidyèl kouch kabòn ki lach nan miray la gwo founo dife dwe lage nan kouch nan pwochen, entèfere ak atmosfè a depozisyon nan fim nan, ki se pa fezab nan pwodiksyon kontinyèl, e souvan mennen nan pèfòmans nan enstab materyo fim la. nan pwodiksyon endistriyèl.

Sèvi ak solid C sous pou prepare TiCN fim ka redwi anpil oswa evite polisyon nan kò gwo fou. Sputtering reyaksyon magnetron se youn nan teknoloji prensipal yo nan metòd PVD. Sifas la kouch prepare pa metòd sa a pa gen gwo fenomèn patikil, men gen bon bon jan kalite sifas, epi yo ka itilize pou prepare TiCN fim mens sou asye matris. Guojun Zhang et al. fim prepare TiCN anba atmosfè a melanje nan nitwojèn ak Agon pa sputtering sib grafit ak objektif Titàn. Yo endike ke ak ogmantasyon nan pouvwa sputtering ak efikasite depozisyon nan sib grafit, epesè a total ak sik modulasyon nan fim sa yo jwenn nan menm tan an ogmante. Avèk ogmantasyon nan pouvwa sib sputtering, estrikti a nan TiCN fim mens chanje, ak oryantasyon an plan kristal (111) ak (220) piti piti febli. Dite nan tiCN fim mens premye ogmante ak Lè sa a, diminye, ak dite a segondè nan z * rive plis pase 40GPa.Koefisyan nan friksyon nan TiCN fim mens diminye ak ogmantasyon nan pouvwa sputtering nan sib grafit, ak z * rete alantou 0.2.Xu junhua et al. fim minè prepare TiCN ak sous kabòn solid pa teknoloji magnetron sputtering. Enfliyans nan grafit sputtering sib pouvwa jwenn nan etid sa a sou estrikti a ak dite nan TiCN fim mens te fondamantalman ki konsistan avèk sa yo ki an grafit sputtering current.However, rezo a teknoloji vakyòm (http://www.chvacuum.com/) kwè ke Pa gen youn nan rapò rechèch ki endike anwo a yo detekte konpozisyon TiCN fim mens. Li pa klè sou kontni an kabòn nan TiCN fim mens prepare lè l sèvi avèk sous kabòn solid, ak fòs la lyezon ant TiCN fim mens ak matris pa te analize.

Papye sa a itilize rechèch la ak devlopman nan Sichuan inivèsite RZP - 800 medyòm frekans reyaktif magnetron sputtering machin kouch, lè l sèvi avèk sib grafit kòm sous kabòn, olye pou yo CH4 oswa C2H2, nan yon melanj de azòt ak atmosfè Agon nan preparasyon TiCN fim brase nan sib grafit ak sib Titàn, ak metòd preparasyon pou jwenn konpozisyon fim TiCN, estrikti, dite ak fòs lyezon analysé ak rechèch la, an menm tan an se envestige pa metòd la nan aplikasyon pratik nan depozisyon fim TiCN sou sifas la nan asye gwo vitès. tape.

1. Metòd eksperimantal

1.1 materyèl ak teknoloji preparasyon fim

Seleksyon M2 gwo vitès asye kòm materyèl substra, gwosè echantiyon an se 6 mm x 10 mm x 6 mm, ak prepare menm twal la, 10 mm nimewo spesyalite tiyo, yo itilize pou koupe tès. Objektif sputtering yo te yon pè nan Titàn sib (pite 99,99%) ak yon pè nan sib grafit (pite 99,99%), ak de sib yo (4 objektif) yo te ranje konsekans yo ak egzakteman menm jan sou miray la kouch.Anvan kouch, sifas la nan la. echantiyon yo te poli yo retire makro makroskopik vizib nan je a toutouni ak poli nan sifas la glas. Lè sa a, yo te tiyo a ak echantiyon an sablle ansanm yo retire polisyon nan kouch la supèrfisyèl. Après nettoyage à, echantiyon an te soufle-seche Et te chaje nan four.Vacuum pou 9.0 10-3 Pa, chofe pièce a pou 60 min, Et lè sa a sèvi ak efè de agon ion bombardement pou atake Et nettoyage substrate pou 30 min anba patipri negatif. .Nan lòd amelyore fòs la lyezon ant fim nan ak matris la, Ti blòk metal nan èkstansibl nan evaporatif depo yon kouch nan metal metal kouch tranzisyon sou matris la.Apre z *, nan yon presyon nan 4.5 10-1 Pa, grafit sputtered yo te sib ak Titàn sib itilize yo prepare TiCN fim mens pou 3h.Kwiti a te refwadi pou 1 h, ak echantiyon yo te pran soti .

1.2 estrikti ak karakterizasyon pèfòmans nan fim mens

Estrikti nan krak ak sifas mòfoloji TiCN fim mens yo te obsève pa S-4800 (Hitachi, Japon) SEM, e yo te kontni nan eleman nan fim nan analize pa EDS.X 'Pro Pro (Philips, Holland) X-ray difraksyon (XRD). ) te itilize pou analize konpozisyon faz la ak gwosè grenn nan kouch la.Nano Indenter XP tès sistèm (Agilent, Amerik) te itilize yo analize dite a ak modil elastik nan kouch la.Anfaz, yo te metòd dantre ak metòd grate ... fòs lyezon ant fim nan ak matris la. Hr-150a rockwell dureté Jeremi te itilize pou rantre metòd, ak chay la te 150kg.The metòd grafouyen adopte hh-3000 testeur grate, ak chay la se 100N.Ta machin lan vètikal Z5135 te itilize pou koupe tès nan tiyo a. Vitès la file koton nan machin perçage la te 530r / min, materyèl la frapan te 40Cr janm kraze ak tanperati asye, ak dite a janm mouri ak apeze te HRC29 ~ 32.

2, konklizyon an

Sèvi ak sous kabònik solid, yo te sib la grafit ak objektif Titàn ko-sputtered pa teknoloji reactive spreye magnetrone yo prepare TiCN fim mens sou segondè-vitès substrate asye. Estrikti a ak pwopriyete yo te jwenn TiCN fim sa yo mens te analize sistematik, ak konklizyon yo te jan sa a:

(1) ka zo kase a nan TiCN fim mens prezante yon estrikti blòk long k ap pandye pèpandikilè ak koòdone la. Estrikti a concavo-konvèks sou sifas la nan TiCN fim mens te pi fèb pase sa yo ki an TiN fim mens, pandan ke te gen plis microparticles sou sifas la nan TiCN fim mens. TiCN fim mens fòme yon solisyon solid ki baze sou TiN. Adisyon nan C atòm siyifikativman diminye somè an difraj nan fim nan mens sou (111) sifas kristal.

(2) akòz solisyon solid la ranfòse ak amann kristal ranfòse nan C atòm, yo te dite nan fim TiCN siyifikativman amelyore konpare ak fim TiN, ak dite nan fim TiCN te 33.4GPa. Apre kouch tranzisyon Ti te itilize a kòm substra a, fòs la lyezon ant fim TiCN ak fim TiN ak M2 segondè-vitès substrate asye pa te siyifikativman diferan, tou de nan yo ki te sou 40N.

(3) fòm nan mete nan fim TiCN se sitou abrazif mete, ki fòme yon transfè kabòn fim sou sifas la nan fim nan pandan friksyon ak mete. Fim nan jwe yon wòl nan wilaj solid ak anti-friksyon. Lavi sèvis tiyo TiCN lan amelyore anpil lè li tap tape 40Cr materyèl, ki se 3 fwa pi wo pase sa yo ki an ki pa fim tiyo ak 1.6 fwa pi wo pase sa yo ki nan tiN fim tiyo, respektivman.

IKS PVD, sputtering machin kouch, kontakte: iks.pvd@foxmail.com