2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、硬質(zhì)耐磨薄膜能大幅度延長(zhǎng)切削工具的使用壽命,具有很高的研究?jī)r(jià)值。TiC/a-C納米復(fù)合薄膜由于具有硬度高、韌性好、耐磨耐蝕等特點(diǎn),引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。本課題采用拼靶磁控濺射法制備TiC/a-C薄膜,采用XPS、SEM、XRD、TEM等手段分析了工藝參數(shù)對(duì)TiC/a-C薄膜組織結(jié)構(gòu)的影響,采用硬度儀、劃痕儀和摩擦磨損儀研究了薄膜的力學(xué)性能,在研究TiC/a-C薄膜組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能關(guān)系的基礎(chǔ)上,探討了TiC/a-C薄膜的硬化機(jī)制和

2、摩擦磨損機(jī)制,為制備高硬耐磨的fiC/a_C薄膜提供理論基礎(chǔ)。 TiC/a-C薄膜組織結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明:碳含量、偏壓、襯底溫度、濺射功率的增加均可以抑制柱狀結(jié)構(gòu),使薄膜由疏松變得致密。碳含量、偏壓、濺射功率的增加使TiC晶粒尺寸減小,而襯底溫度的增加導(dǎo)致TiC晶粒尺寸增大。此外,偏壓和濺射功率的增加使薄膜的結(jié)晶度變差。 TiC/a-C薄膜力學(xué)性能的研究結(jié)果表明:碳含量為60 at.%時(shí),TiC/a-C薄膜具有較好的

3、力學(xué)性能,碳含量過(guò)大時(shí),薄膜中的非晶碳增多,力學(xué)性能下降;施加-50 V或-70 V的偏壓制備的TiC/a-C薄膜力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未加偏壓制備的薄膜。適當(dāng)?shù)囊r底溫度可以迸一步提高薄膜的性能,當(dāng)襯底溫度為200℃時(shí),薄膜的力學(xué)性能最佳,硬度為HV2350,膜基結(jié)合力為31 N,摩擦系數(shù)為0.11,磨損率為0.67×10-6 mm3/Nm。 TiC/a-C薄膜的硬度與其組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān),其影響因素包括:成分、柱狀結(jié)構(gòu)、晶粒大小和晶

4、粒分離尺寸。60 at.%左右的碳含量、致密的薄膜結(jié)構(gòu)、小晶粒和窄的晶粒分離尺寸有利于薄膜硬度的增加。TiC/a-C薄膜的摩擦磨損機(jī)制主要為磨粒磨損和粘著磨損。摩擦磨損過(guò)程中,脫落的部分磨屑會(huì)粘附在Si3N4磨球上形成轉(zhuǎn)移層,當(dāng)薄膜被磨穿后,摩擦系數(shù)并不立即升高,直至磨球上粘附的磨屑被耗光、磨球與襯底接觸時(shí),摩擦系數(shù)開(kāi)始升高。影響耐磨性的宏觀因素為硬度和斷裂韌性,硬度和斷裂韌性的增加有利于耐磨性的改善;微觀因素包括成分、柱狀結(jié)構(gòu)和納米復(fù)

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