7A04鋁合金等離子體浸沒(méi)離子注入與沉積改性研究.pdf

1、純鋁及其合金密度小,比強(qiáng)度高,塑性好,可加工成各種型材,廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。但純鋁及其合金的硬度低、耐磨性差,在很大程度上限制了鋁合金的應(yīng)用。本論文采用等離子體離子浸沒(méi)注入與沉積技術(shù),對(duì)7A04超硬鋁合金進(jìn)行氮化處理和類金剛石(DLC)薄膜沉積。在低壓高頻氮化試驗(yàn)中,著重研究了氣壓對(duì)氮化改性層機(jī)械性能的影響,并對(duì)高壓低頻氮化進(jìn)行了探索；在高壓低頻DLC薄膜制備試驗(yàn)中,對(duì)不同氣壓及不同過(guò)渡層類型對(duì)DLC薄膜結(jié)構(gòu)性能的影響進(jìn)行了重點(diǎn)討論

2、,并對(duì)低壓高頻沉積DLC薄膜進(jìn)行了初步的討論。
　　 利用X射線光電子能譜(XPS)對(duì)氮化層的結(jié)構(gòu)、成分進(jìn)行分析；利用激光拉曼光譜(Raman)測(cè)定了類金剛薄膜的結(jié)構(gòu),使用維氏壓痕法和劃痕法評(píng)價(jià)了膜基結(jié)合強(qiáng)度,利用基片曲率法(Curvature method)測(cè)量薄膜內(nèi)部的殘余應(yīng)力。采用銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)對(duì)兩種改性層的摩擦磨損性能進(jìn)行評(píng)價(jià),利用維氏顯微硬度計(jì)(HXD-1000TM)檢測(cè)樣品顯微硬度,采用電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)改性層的

3、耐腐蝕性能。
　　 研究結(jié)果表明采用低壓高頻等離子體浸沒(méi)離子注入在7A04鋁合金表面制備出結(jié)構(gòu)致密,耐腐蝕性和耐磨性能優(yōu)良的氮化物改性層。氣壓影響氮化改性層的機(jī)械性能,當(dāng)氣壓為0.2Pa時(shí)改性效果最好,氮化改性后樣品硬度均低于鋁合金基體；經(jīng)氮注入及人工時(shí)效復(fù)合處理后,硬度、耐磨損性能大幅度提高。經(jīng)高壓低頻注氮與人工時(shí)效復(fù)合處理的樣品,改性效果最好。
　　 利用等離子體離子浸沒(méi)注入與沉積設(shè)備,采用高壓低頻注入與沉積模式,在