PVD氮化物涂層材料

第1章 緒論 001
　1.1 引言 002
　1.2 PVD涂層的制備工藝 003
　1.3 PVD涂層的應(yīng)用及特點(diǎn) 004
　　1.3.1 PVD涂層在摩擦學(xué)中的應(yīng)用 005
　　1.3.2 TiN、TiAlN和AlTiN涂層 006
　　1.3.3 CrN和CrAlN涂層 008
　1.4 PVD氮化物涂層摩擦學(xué)研究現(xiàn)狀 009
　　1.4.1 常溫摩擦學(xué)研究現(xiàn)狀 009
　　1.4.2 高溫摩擦學(xué)研究現(xiàn)狀 011
　1.5 本書主要研究?jī)?nèi)容 015
　　1.5.1 存在問(wèn)題及待解決問(wèn)題 015
　　1.5.2 本書主要闡述的問(wèn)題 016

第2章 PVD氮化物涂層的制備、物理力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu) 018
　2.1 PVD氮化物涂層的制備 019
　2.2 涂層成分及物相組成 021
　2.3 涂層的物理力學(xué)性能 022
　　2.3.1 涂層的厚度和硬度 023
　　2.3.2 涂層與基體之間的結(jié)合力 024
　2.4 涂層的微觀形貌 025
　　2.4.1 表面微觀形貌 025
　　2.4.2 斷面微觀形貌 025
　　2.4.3 表面粗糙度 029

第3章 高溫下PVD氮化物涂層的摩擦應(yīng)力分析 031
　3.1 球-盤接觸的力學(xué)問(wèn)題 032
　　3.1.1 球-盤接觸力學(xué)問(wèn)題的一般求解 032
　　3.1.2 涂層表面接觸力學(xué)問(wèn)題 033
　3.2 涂層的高溫?zé)釕?yīng)力 034
　　3.2.1 涂層中熱應(yīng)力的產(chǎn)生及理論建模 034
　　3.2.2 熱應(yīng)力對(duì)涂層失效的影響 038
　　3.2.3 摩擦接觸表面的最高溫度計(jì)算 039
　3.3 PVD氮化物涂層的高溫摩擦應(yīng)力的有限元模擬 040
　　3.3.1 有限元分析模型的建立 040
　　3.3.2 高溫摩擦應(yīng)力有限元模擬的結(jié)果分析 042　

第4章 PVD氮化物涂層的高溫氧化特性 050
　4.1 涂層氧化反應(yīng)理論及計(jì)算 051
　　4.1.1 涂層氧化反應(yīng)的熱力學(xué)計(jì)算 051
　　4.1.2 涂層的高溫氧化動(dòng)力學(xué)分析 054
　4.2 氮化物涂層的高溫氧化試驗(yàn) 056
　　4.2.1 試樣材料特性 056
　　4.2.2 試驗(yàn)方案 056
　4.3 氮化物涂層的高溫氧化特性 057
　　4.3.1 涂層氧化后的宏觀形貌及色澤變化 057
　　4.3.2 涂層氧化產(chǎn)物的XRD分析 058
　　4.3.3 氮化物涂層氧化后的硬度 061
　4.4 氮化物涂層氧化后的微觀結(jié)構(gòu)及氧化機(jī)制分析 062
　　4.4.1 涂層氧化后的微觀結(jié)構(gòu)及氧化機(jī)制 062
　　4.4.2 Al對(duì)涂層抗氧化性能及氧化機(jī)制的影響 066
　　4.4.3 Ti基與Cr基涂層的高溫氧化性能及氧化機(jī)制對(duì)比研究 069

第5章 PVD氮化物涂層的高溫摩擦磨損特性 072
　5.1 高溫摩擦磨損試驗(yàn)方法及試驗(yàn)材料 073
　　5.1.1 摩擦副的確定及材料的基本特性 073
　　5.1.2 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方案 075
　　5.1.3 試驗(yàn)結(jié)果的檢測(cè) 076
　5.2 TiN、TiAlN和AlTiN涂層的高溫摩擦磨損特性 076
　　5.2.1 TiN、TiAlN和AlTiN涂層的高溫摩擦系數(shù) 076
　　5.2.2 TiN、TiAlN和AlTiN涂層高溫磨損表面形貌研究 079
　5.3 CrN和CrAlN涂層的高溫摩擦磨損特性 085
　　5.3.1 CrN和CrAlN涂層的高溫摩擦系數(shù) 085
　　5.3.2 CrN和CrAlN涂層高溫磨損表面形貌研究 088
　5.4 涂層成分對(duì)PVD氮化物涂層的高溫摩擦磨損特性的影響 091
　　5.4.1 TiN和CrN涂層的高溫磨損特性對(duì)比 092
　　5.4.2 Al及其含量對(duì)Ti基涂層高溫摩擦磨損特性的影響 094
　　5.4.3 Al對(duì)Cr基涂層高溫摩擦磨損特性的影響 095
　　5.4.4 含Al涂層高溫摩擦磨損特性的對(duì)比 096

第6章 PVD氮化物涂層的高溫磨損機(jī)理 100
　6.1 PVD氮化物涂層高溫摩擦中的氧化 101
　　6.1.1 摩擦接觸表面的最高溫度 101
　　6.1.2 涂層摩擦前后的氧含量 103
　6.2 磨痕表面的微觀形貌及磨損機(jī)理分析 105
　　6.2.1 TiN涂層 105
　　6.2.2 TiAlN涂層 108
　　6.2.3 AlTiN涂層 111
　　6.2.4 CrN涂層 113
　　6.2.5 CrAlN涂層 116
　6.3 PVD氮化物涂層的高溫磨損形式 120
6.3.1 對(duì)磨副同時(shí)磨損 120
　　6.3.2 對(duì)磨球磨損 121
　　6.3.3 涂層磨損 121
　6.4 涂層氧化物對(duì)PVD氮化物涂層高溫磨損的影響 122
　　6.4.1 TiO2的影響 122
　　6.4.2 TiO2和Al2O3的影響 124
　　6.4.3 Cr2O3和Al2O3的影響 125

第7章 PVD氮化物涂層材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 128
　7.1 PVD氮化物涂層材料的研究現(xiàn)狀 129
　7.2 PVD氮化物涂層材料的發(fā)展趨勢(shì) 132

參考文獻(xiàn) 134