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铀表面等离子体浸没离子注入沉积制备氮化层+Ti/TiN多层膜的结构与性能

黄河 , 白彬 , 赖新春 , 刘天伟 , 严东旭 , 龙重

材料保护

为了改善金属铀的摩擦磨损和抗腐蚀性能,采用等离子体浸没离子注入沉积(PIII&D)技术在铀表面氮化,再沉积Ti/TiN多层膜.利用扫描电镜和X射线衍射分析了薄膜的形貌和组织结构;对薄膜的摩擦磨损和抗湿热腐蚀性能进行了测试.结果表明:薄膜表面致密,界面晶粒柱状生长方式被阻断,晶粒细化;薄膜为Ti和TiN的双相结构,衍射谱中出现了UO_2和U_2N_3的衍射峰;薄膜大大提高了铀基体的摩擦磨损和抗湿热腐蚀性能,调制周期对薄膜性能的影响较大.

关键词: 氮化 , Ti/TiN多层膜 , 等离子体浸没离子注入沉积 , 铀 , 性能

等离子浸没离子注入沉积纳米TiN薄膜的机械性能研究

万国江 , 黄楠 , 冷永祥 , 杨萍 , 陈俊英

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.04.032

采用等离子体浸没离子注入沉积(PⅢ-D)在不锈钢基底上合成TiN薄膜.对沉积TiN薄膜后的不锈钢试样进行拉伸变形实验,扫描电子显微镜(SEM)原位观察表明在较大塑性变形量下氮化钛薄膜没有剥落和裂纹出现.采用划痕法测得薄膜与基体间有较强的结合力.薄膜的纳米压痕测试显示出很高的纳米硬度和弹性模量值.通过对合成TiN薄膜的TEM结构测试、AFM表面观察、AES成分结果分析,认为该合成薄膜的纳米级晶粒尺寸、致密的表面质量以及成分沿深度的分布是其具有优异的抗塑性变形性能以及高的结合强度的原因.

关键词: 纳米薄膜 , 机械性能 , TiN , 等离子体浸没离子注入沉积

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