鎂合金表面碳基減摩鍍層制備技術(shù)及微觀組織的研究.pdf

1、本文采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜儀、顯微硬度計(jì)、劃痕儀、針盤試驗(yàn)機(jī)等分析手段研究了鎂合金樣品鍍層沉積前經(jīng)離子轟擊產(chǎn)生的亞微米尺度“凹坑”形貌對(duì)膜/基結(jié)合強(qiáng)度的影響規(guī)律,膜/基界面處由基體元素和打底層元素共同形成混合區(qū)的結(jié)構(gòu)特征,鍍層內(nèi)以金屬元素為主的打底層和以碳元素為主的工作層間梯度過(guò)渡的組織特點(diǎn)及碳基工作層表面的摩擦性能。 結(jié)果表明：沉積前因“潔凈表面狀態(tài)”需要而設(shè)定的離子轟擊工序所產(chǎn)生的亞微米尺度“凹

2、坑”形貌對(duì)鍍層膜/基結(jié)合強(qiáng)度有顯著影響,高的清洗偏壓雖可徹底清除樣品表面的原始氧化皮,但因能量過(guò)大,轟擊產(chǎn)生的“絮狀”疏松表面形貌將削弱膜/基間的結(jié)合強(qiáng)度,低偏壓轟擊時(shí)則因離子能量過(guò)小而不能完全去除樣品表面的原始氧化皮,本實(shí)驗(yàn)條件下的最佳等離子體轟擊工藝為-300V/20min;分別選用與鎂基體晶體結(jié)構(gòu)相同的鋯靶和晶體結(jié)構(gòu)不同的鉻靶作為打底層,探討了輕金屬表面沉積碳基減摩鍍層時(shí)打底層材料的選擇原則,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩者均可以與鎂基體形成混合界面

3、層,且具有相當(dāng)?shù)哪?基結(jié)合強(qiáng)度；通過(guò)調(diào)整偏壓,可以改變碳基減摩鍍層表面形貌及以鋯元素或鉻元素為主的打底層和以碳為主的工作層間梯度過(guò)渡區(qū)的組織特征,偏壓較低時(shí),表面呈帶狀溝槽明顯、顆粒邊緣分明的形貌特征,隨著偏壓的增大,帶狀溝槽現(xiàn)象消失顆粒間平整程度明顯增強(qiáng)；偏壓繼續(xù)增大,則表現(xiàn)為大顆粒凸出表面、小顆粒凝聚并再次出現(xiàn)帶狀溝槽的形貌特征；偏壓變化時(shí)表層均呈現(xiàn)出長(zhǎng)呈無(wú)序的非晶結(jié)構(gòu),XPS分析表明該層主體成分為非晶態(tài)石墨、Cr2O3和Cr單質(zhì),