冷阴极离子镀TiN薄膜的空蚀磨损特性研究

采用自制磁致伸缩式空蚀磨损试验机考察了冷阴极离子镀TiN薄膜的空蚀磨损性能，分析了TiN镀层的空蚀磨损过程及机理，探讨了TiN镀层硬度和厚度对其空蚀磨损性能的影响．结果表明：TiN镀层具有优异的抗空蚀磨损性能；其空蚀磨损过程可以划分为孕育、镀层磨损、混合磨损及基体磨损等4个阶段；空蚀磨损从软质点开始，软质点剥落形成凹坑，凹坑边缘发生剥落或断裂；TiN镀层的抗空蚀磨损性能随其硬度和厚度增加而提高．     

相结构对氮化钛硼薄膜摩擦磨损性能的影响

采用直流非平衡磁控溅射系统在单晶硅片表面制备TiBxNy薄膜,采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱议测定TiBxNy薄膜的相结构和成分,采用销-盘式摩擦磨损试验机研究TiBxNy薄膜的滑动干摩擦磨损性能,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪表征薄膜的磨痕表面结构及其化学特征.研究表明:TiBxNy薄膜的相结构与N含量有关,在TiB0.65薄膜中加入N能够促使纳米晶TiN的形成;薄膜的摩擦系数和磨损率与其相结构有关,随着薄膜中TiN的体积分数增加,摩擦系数增大,磨损率降低;当薄膜中N含量约为37at.%时,TiN的体积分数和摩擦系数最高,磨损率最低;增加N含量促使h-BN相形成,且h-BN相的体积分数随N含量的增加而增大,h-BN相的形成降低了摩擦系数,增加了磨损率;在摩擦过程中磨屑发生氧化而生成钛的氧化物TiO、Ti2O3、TiO2以及少量硼(B)的氧化物.     

氮化钛硬质薄膜在不同种类润滑油下的摩擦学性能研究

采用球-盘摩擦试验机分别考察了氮化钛硬质薄膜与轴承钢和氮化硅陶瓷组成的摩擦副在不同种类润滑油条件下的摩擦学性能,并表征了其磨痕表面形貌与元素成份.结果显示:与Ti N硬质薄膜干摩擦性能相比,润滑油可显著降低摩擦系数,延长磨损寿命,且具有较长烷基碳链的润滑油性能较优;当上试球材料不同时,其油润滑条件下的性能亦不同.相同润滑油条件下,氮化硅球作为摩擦副时,其润滑性能优于轴承钢球.磨痕表面形貌及能谱分析结果表明:具有较长烷基碳链的润滑油在摩擦副研磨滑动过程中起到油性剂的作用,而短碳链硅油分子结构中含有氯元素,虽通过摩擦化学反应生成边界润滑膜,但不完整致密,以致短时间内润滑失效.     

离子束增强沉积氮化钛膜改善硬质合金刀具抗切削损伤性能的研究

通过切削对比试验，考察了分别用离子束增强沉积法和离子镀法镀覆ＴｉＮ膜的硬质合金刀具和无镀层的同种硬质合金刀具的抗切削损伤性能．结果表明，在给定的试验条件下，有离子束增强沉积ＴｉＮ膜硬质合金刀具的切削距离远比无镀层刀具的长，也比有离子镀ＴｉＮ膜刀具的长，其前面和后面的损伤都很小．这是离子束增强沉积过程中各种参数可以分别调节，膜层质量易于控制，能够形成致密度高且与基体结合力强的硬质薄膜的结果．刀具切削损伤的原因主要有磨损和脆性损伤，这都与刀具材料同被切削金属产生的粘着有关     

磁控溅射氮化钛/氮化铝纳米多层膜的抗磨性能及其在金属加工刀具中的应用研究

采用新型高速反应真空磁控溅射系统制备了氮化钛/氮化铝纳米多层膜,探讨了周期(λ)对多层膜力学性能及抗磨性能的影响;在微钻针及车刀表面分别制备了上述多层膜,并分别对电路板以及中碳钢棒进行实机加工测试,以验证其实用性.结果表明:通过控制溅射参数可以制备出周期范围为2.4～67.6nm的氮化钛/氮化铝多层膜;当周期λ≤3.6nm时,相应的多层膜具有较高的硬度、良好的粘附性能及优异的抗磨性能.实机测试结果显示,所制备的多层膜可以改善金属车削和微钻削加工条件,改善程度优于单层氮化钛镀膜.     

工艺因素对离子束增强沉积氮化硅薄膜组成与结构的影响

本世纪８０年代以来，利用各种表面技术陶瓷材料涂覆于金属零件表面的研究发展很快，离子束增强沉积技术以其突出的优点更受到重视，利用这种技术合成陶瓷薄膜是一种新的物理气相沉积方法，而沉积薄膜的质量，性能和成膜速度都会受到工艺因素的影响，由于氮化硅陶瓷的硬度高，韧性和高温稳定性都比较好，是一种相当理想的耐磨材料，且其还有一定的自润滑性，因此，着重研究了氮离子束流和束压，氮离子与硅原子在基片上的达比，以及不     

实际数据处理方法的讨论及应用

本文通过数理统计方法,将随机性较大的椎间盘松弛蠕变实验数据加以处理,运用均值、方差、置信度、置信区间的概念,得到了医学及工程中可应用的区间估计。在求时间与松弛、蠕变量之间函数关系时,运用Lagrange二次插值函数求得各段函数,精度比数据拟合方法有所提高,避免了处理方法中假定函数这一困难,最后通过对颈部C5-C6椎间盘的实验数据处理,得出结果。     

切削刀具上应用固体润滑膜的介绍

当前世界各国每年在金属切削加工中都要花费大量的资金。例如美国每年要花费500～600亿美元。为此,有关部门极为重视。 任何金属切削加工都希望以最低的经济成本生产出优质的产品。对于金属切削加工中的经济成本包括工件装卸,切削液控制,刀具安装、调换、修理等一系列的操作费用,刀具的成本和切削费用等。为了降低切削加工中的经济成本,人们往往从提高切削效率和延长刀具     

溅射沉积碳化钛技术在刀具上的应用

作者使用三极溅射设备在刀具上成功地制得了碳化钛镀层,该镀层结构致密,硬度达HV3300～4000公斤/毫米~2。镀有碳化钛镀层的刀具经实际使用,其寿命可提高0.5～6.4倍。 作者还指出了刀具在溅射和切削时应注意的事项,它们对镀层的质量和刀具使用效果有很大的影响。     

基于雷管实际延时范围的逐孔爆破振动合成计算与应用

计算多段微差起爆合成振速对城市隧道低振速爆破设计具有非常重要的意义,因普通雷管实际每段都有延时误差,这些误差对低振速指标下微差合成振动影响不能忽略,但各段延时范围将形成海量的多孔微差合成振动曲线导致难以计算。为解决这一问题,将现场单孔爆破曲线作为震源波形,利用傅里叶级数拟合曲线,根据实测各段雷管延时范围特点,采用多级循环嵌套的逻辑语言编写MATLAB计算程序,成功获取8段微差爆破全部可能的合成振动曲线;分析了同段延时误差、不同段之间延时误差对爆破合成振动的影响;以计算合成振动曲线和实测爆破振动曲线对比判定第二临空面形成时间;计算其形成前各段延时范围内所有可能振动曲线后,选择峰值振速不超标的最大药量为设计掏槽药量。在某隧道工程应用表明:第二临空面出现在60ms,在1.0kg设计药量下最大计算合成振速0.62cm/s,与现场实测值吻合较好。     

M2钢离子氮化与离子镀TiN复合涂层的高温滑动磨损特性

研究了Ｍ２高速钢基体离子氮化和离子镀ＴｉＮ复合涂层在５００￣７００℃下的高温滑动磨损特性,利用ＸＲＤ分析了涂层的相结构,用划痕法测定了涂层的结合力,并用ＳＥＭ观察分析了涂层磨损表现形貌和磨损机离子氮化与离子镀ＴｉＮ复合涂层的结合力和硬度均高于ＴｉＮ涂层,其高温耐磨性优于ＴｉＮ涂层磨损随温度升高,各涂层的磨损率和摩擦系数均,离子氮化过渡层对ＴｉＮ涂层起到有力的支撑作用,涂层的主要磨损机制为粘着磨损、     

电解渗硫层的特性及其在刀具上的应用效果

本文介绍了渗硫原理、设备、操作工艺、渗硫层特性以及渗硫技术在刀具上的应用效果。刀具经淬火、回火后再进行渗硫处理可充分发挥减摩、耐磨作用,大大提高刀具的抗咬粘能力。     

磁约束等离子体受控热核聚变实际应用的前景

假定今后地球人口的增长速度与最近30—40年间的相同,且发展中国家每个居民的平均能耗接近工业发达国家的人均能耗,即地球人均能耗要比目前多2倍,则天然气、石油、煤等化石燃料将在下一个世纪内被消费尽。目前暂时还未看到经济上可接受的、大规模利用太阳能的办法。因此,只能寄希望于在今后很长一段时时内能确保的能源——核能。靠重核裂变获得能源会引起不可避免的长寿命放射性废物的积聚。而热核能源则要清洁得多。但利用氘、氚聚变却遇到了不可克服的、材料受辐射损害的困难。氘与~3He的聚变能够解决这一问题,它揭开了能够建立一种放射性危害降低为现有核反应堆的10~(-6)—10~(-5)的能源的乐观前景。除在月球上得到~3He之外,笔者还未看到其他能够在未来100年间保证人类得到足够燃料的途径。D ~3He热核聚变在经济上和技术上是可行的,目前已引起各界对其进行理论、实验和工程设计全面发展工作的紧迫性的关注。     

风力下双曲冷却塔壳体的凤振理论及实际应用

风力作用下双曲冷却塔壳体的破坏事故屡见报导,引起了国内外力学工作的密切注意。本文按照随机振动理论,采用作者推演的折算系数方法,求出了风振力和风振响应。研究分析表明,折算系数主要决定于单一的结构参数,从而使计算变得简单。应用计算表格已经给出,可供实际应用。     

低温电解渗硫工艺的应用

我厂从1977年开始,对低温电解渗硫工艺经过几年的试验研究,首先在YB型叶片油泵的定子上进行应用。生产实践表明,定子渗硫后,消除了早期拉毛咬伤现象,使用寿命成倍提高。如YB-40型泵经超速台架试验,相当于额定工况下运转9800小时后,泵的容积效率仍保持为93.3％,且噪音正     

球形薄膜的变形测量与力学分析研究

目前对于薄膜材料力学性能研究多采用单轴拉伸的实验方法,此方法在测量有特殊构型薄膜材料时有一定误差,也只能测量单一方向的力学性能。本文选用球面乳胶薄膜为实验材料,在考虑球形外形结构的基础之上,测量了整个薄膜表面的力学性能。实验在自制的装置之上结合三维数字图像相关技术(3D-DIC)测出整个薄膜表面位移场,并且结合相关公式计算出乳胶球面薄膜制品表面的拉格朗日应力场和应变场,并对膨胀后薄膜厚度变化做了相应分析。结果显示乳胶薄膜表面的变形并非均匀,圆周方向抗变形能力大于子午线方向。     

一种薄膜温度传感器的研制与性能试验

以射频溅射法分别溅射沉积的Ａｌ２Ｏ３和ＭｇＯ复合层作为绝缘匪，以真空蒸镀的钛膜作为温度敏感膜和以溅射Ａｌ２Ｏ３膜作为保护膜，研制成功了一种宽度为１５μｍ的薄膜温度传感器。测试结果表明，复合层绝缘膜的绝缘性能明显地比Ａｌ２Ｏ３绝缘膜的好，经过同样的热处理后，前者能够保持其２０ＭΩ以上的电阻基本不变，而后者则由２０ＭΩ以上降低到１ｋΩ以下。在给定的试验条件下，这种传感器对温度及作用时间的信号响应敏感，     

薄膜断裂和穿透的向量式有限元分析及应用

向量式有限元基于牛顿运动定律,通过质点描述和向量分析来求解整体结构的动力响应。首先,给出了向量式有限元三角形薄膜单元的基本理论,进而针对薄膜结构的断裂和穿透破坏过程,提出相应解决方案。对于薄膜断裂问题,采用Mises应力状态变量达到失效应力限值作为断裂判据,通过质点分裂方式将相连单元的对应节点断开,并对分裂后的新质点进行状态更新来模拟其断裂过程;对于薄膜穿透问题,则同时结合碰撞和断裂过程模拟来实现。在此基础上,编制了薄膜结构的断裂和穿透求解计算程序,算例分析表明,程序可很好地完成薄膜结构的大变形大转动、断裂和穿透等不连续行为的模拟,验证了理论及程序的可靠性和有效性,体现了本文方法进行薄膜结构复杂不连续行为分析的优势。     

薄膜断裂和穿透的向量式有限元分析及应用

向量式有限元基于牛顿运动定律,通过质点描述和向量分析来求解整体结构的动力响应。首先,给出了向量式有限元三角形薄膜单元的基本理论,进而针对薄膜结构的断裂和穿透破坏过程,提出相应解决方案。对于薄膜断裂问题,采用Mises应力状态变量达到失效应力限值作为断裂判据,通过质点分裂方式将相连单元的对应节点断开,并对分裂后的新质点进行状态更新来模拟其断裂过程;对于薄膜穿透问题,则同时结合碰撞和断裂过程模拟来实现。在此基础上,编制了薄膜结构的断裂和穿透求解计算程序,算例分析表明,程序可很好地完成薄膜结构的大变形大转动、断裂和穿透等不连续行为的模拟,验证了理论及程序的可靠性和有效性,体现了本文方法进行薄膜结构复杂不连续行为分析的优势。