纳米TiC涂层的制备技术研究.pdf

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1、第33卷第2期表面技术Vol.33NO.22004年4月SURFACETECHNOLOGYApr.2004!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!纳米TiC涂层的制备技术研究1112胡东平，季锡林，姜蜀宁，薛屺（1.中国工程物理研究院结构力学研究所，四川绵阳621900；2.成都市新都区西南石油学院材料学院，四川成都610500）［摘要］TiC涂层由于具备良好的性能而广泛地应用于机械加工行业。以高温CVD方法制备TiC涂层技术为基础，研究了在反应腔中设置温度达到1600C的高温处理装

2、置，使原料气经过高温处理装置后在基体上沉积出TiC涂层。经金相显微镜测量厚度约为10!m，经XRD检测成分为：界面出现脱碳相CO6W6C，膜层除含有少量氧化物杂质外，为纯净的TiC涂层，颗粒尺寸平均为84.8nm。探索了制备纳米TiC涂层工艺的机制，其中高温处理、大温度梯度、惰性气体及冷却腔体避免引入杂质是形成纳米TiC涂层的关键因素。制备纳米级TiC涂层，可使涂层硬度、断裂韧性、表面光洁度、耐高温性能等性能指标得到提高，提高了TiC涂层产品的综合性能。［关键词］TiC；纳米；涂层；化学气相沉积［中图分类号］O484［文献标识码］A［文章编号］1001-366（02004）

3、02-0019-03ResearchonPreparationofNanoTiCCoatingHUDong-ping，JIXi-lin，JIANGShu-ning，XUEgi（1.ChinaAcademyOfEngineeringPhysics，Mianyang621900，China；2.SchOOIOfMateriaIScienceandEngineering，SOuthwestPetrOIeumCOIIege，Chengdu610500，China）［Abstract］TiCcOatingiswideIyappIiedincuttingtOOIs.Inthisdiss

4、ertatiOn，rawgasesareprOcessedbyahightemperatureprOcessOr（1600C），andreachOnthefacesOfsubstratestOfOrmnanOTiCcOatimg.ThenanOTiCcOatingisObservedwithmetaImicrOscOpe，anaIyzedwithXRD.TheresuItsindicatethatthethicknessOfcOatingis10!m.Thein-gredientsareCO6W6C，WC，TaC，TiOandTiC.TheWCandTaCaretheing

5、redientsOfsubstrates.TheCO6W6Cisintheinterface；theTiOisimpurity，sOthecOmpOnentOfcOatingispureTiC.TheaveragesizeOftheparticIesis84.8nm.TheanaIyzingresuItsindicatethatthemechanismOfpreparingnanOTiCcOatingcOmprisesPVDandCVDmOdes.HightemperatureprOcessing，hugetemperaturegrads，inertgases，andcOI

6、dwaIIreactOrarethekeyfactOrsOfpreparingnanOTiCcOating.Therigidity，rupturetOughness，cOarsenessandhightemperatureresistparametersOfTiCnanOcOatingarebetterthancOmmOnTiCcOating，sOpreparingnanOTiCcOaingwiIIadvancetheintegrateperfOrmanceOfmanykindsOfprOducts.［Keywords］TiC；NanO；COating；CVD［2］层，因而

7、在规模生产中应用最为广泛。随着现代工业的飞速0引言发展，对机械产品零件表面性能的要求越来越高，与传统表面工TiC薄膜不仅硬度高，耐磨性好，摩擦系数低，还具有较高程技术相比，纳米表面工程技术是以纳米材料和其它低维非平的红硬性，化学稳定性和良好的导热性与热稳定性，因而广泛应衡材料为基础，通过特定的加工技术、加工手段，使固体材料表［1］用于刀具、模具、超硬工具和耐磨耐蚀零件中。TiC涂层可用面纳米化或直接在固体材料表面形成具有纳米结构涂层的一种［3］多种方法制备，如磁控溅射、离子镀、反应蒸发沉积、离子束辅助先进的系统工程