CrN基微纳米复合膜的制备与应用

全书以“工艺、性能、应用”为主线，全书共分12章，在内容上共分为五个部分：靠前部分从常规TiN薄膜入手，通过比较分析，介绍CrN基微纳米复合膜的性能与研究进展及应用场合；第二部分为CrN膜、CrCrN纳米多层复合膜、CrTiN复合膜、CrAlN复合膜、CrTiAlN复合膜的制备技术及其性能；第三部分为CrN基微纳米复合膜抗高温腐蚀行为和摩擦磨损性能；第四部分为CrMoN复合膜、CrMoNMoS2微纳米复合膜的制备技术及组织结构；第五部分CrMoNMoS2微纳米复合膜的摩擦学性能。

蔡志海，近五年来，年均讲授本科、研究生等课程1门、48学时，教学质量很好；指导毕业设计3名，协助指导博士生1名，硕士生4名。2006年获系教学基本功竞赛二等奖，院基本功竞赛鼓励奖；2010年获系教学基本功竞赛一等奖，院基本功竞赛三等奖，参与2110工程课程建设4门，获院很好教材二等奖1项（3），院很好教材一等奖1项(4)，2010年获总装教育教学改革成果三等奖1项（2），总装教学成果二等奖1项（4），获院很好硕士论文1项，获院很好博士论文1项,获总装很好博士论文1项，2012年获全军很好博士论文1项和全国很好博士提名奖。主持完成了“CrN基微纳米复合膜的成膜机理与摩擦学性能研究”等5项科研项目，在真空镀膜领域积累了丰富的经验，参与完成装甲装备发动机再制造技术研究重大任务，解决了坦发动机关键零部件失效与短寿关键技术问题，参加其他项目8项，2010年获院科学技术一等奖1项（6），全军科技进步三等奖1项（6），2009年获中国焊接学会创新思路预研奖学金二等奖1项（1），申请专利6项，获得专利2项。发表论文75篇，靠前作者42篇，核心期刊32篇，SCI5篇，EI25篇，ISTP5篇，获全国博士生学术论坛很好论文3次；编写专著3部（2，2，3），教材1部（3），部队编写的资料3部。获院实验室优选管理个人1次，获院很好党员2次，2011年获院很好教员、很好教员标兵，今后三年将继续承担相应的教学任务，并完成承担的国家自然科学基金、武器装备预研、军内科研等科研工作。

第1章绪论
1.1研究背景
1.2活塞环磨损工况及失效机理分析
1.2.1活塞环的服役工况分析
1.2.2活塞环的磨损特点与分类
1.2.3活塞环的磨损机理分析
1.3发动机活塞环表面处理技术的研究现状
1.3.1电镀
1.3.2氮化处理
1.3.3热喷涂
1.3.4气相沉积技术
1.4多弧离子镀技术原理及特点
1.4.1离子镀技术的发展
1.4.2多弧离子镀的基本原理
1.4.3多弧离子镀的特点
1.4.4多弧离子镀技术发展应用前景
1.5CrN及其复合膜的性能与研究进展
1.5.1CrN薄膜的结构与性能
1.5.2CrN薄膜的研究进展
1.5.3CrN薄膜的摩擦磨损与抗高温氧化性能
1.5.4CrN基复合膜的研究进展
1.6研究内容
第2章CrN薄膜的制备与性能研究
2.1N2浓度对CrN薄膜性能的影响
2.1.1工艺参数
2.1.2沉积速率分析
2.1.3成分与相结构分析
2.1.4表面和断面形貌分析
2.1.5纳米硬度和弹性模量分析
2.2负偏压对CrN薄膜性能的影响
2.2.1工艺参数
2.2.2镀前轰击对CrN薄膜生长的影响
2.2.3沉积速率分析
2.2.4成分与相结构分析
2.2.5表面形貌与粗糙度分析
2.2.6纳米硬度和弹性模量分析
2.2.7结合性能分析
2.3弧电流对CrN薄膜性能的影响
2.3.1工艺参数
2.3.2沉积速率分析
2.3.3相结构分析
2.3.4表面形貌与粗糙度分析
2.3.5纳米硬度分析
2.4Cr／CrN纳米多层膜的制备与性能研究
2.4.1工艺参数
2.4.2Cr／CrN多层膜的显微组织结构分析
2.4.3Cr／CrN多层膜的力学性能分析
2.4.4Cr／CrN多层膜的残余应力与结合强度分析
2.4.5Cr／CrN多层膜的摩擦磨损性能
2.5小结
第3章CrN基复合膜的制备与性能研究
3.1CrTiN复合膜的制备与性能研究
3.1.1试验方法
3.1.2CrTiN复合膜的沉积速率
3.1.3CrTiN复合膜的成分分析
3.1.4CrTlN复合膜的相结构分析
3.1.5CrTiN复合膜的表面形貌分析
3.1.6Cftin复合膜的纳米硬度分析
3.2CrAlN复合膜的制备与性能研究
3.2.1试验方法
3.2.2CrAIN复合膜的沉积速率
3.2.3CrAlN复合膜的成分分析
3.2.4CrAlN复合膜的相结构分析
3.2.5CrAlN复合膜的表面形貌分析
3.2.6CrAIN薄膜的纳米硬度和弹性模量分析
3.2.7CrAlN薄膜的抗高温氧化性能
3.3添加Ti、A1元素对CrN薄膜结构与性能的影响
3.3.1试验方法
3.3.2CrriAlN复合膜的沉积速率
3.3.3CrTiAlN复合膜的成分分析
3.3.4CrTiAlN复合膜的相结构分析
3.3.5CrtiAlN复合膜的表面形貌分析
3.3.6CrtiAlN复合膜的纳米硬度和弹性模量分析
3.4负偏压对C广TiAlN复合膜性能的影响
3.4.1试验过程
3.4.2负偏压对CrtiAlN复合膜沉积速率和硬度的影响
3.4.3负偏压对CrTiAlN复合膜结合强度的影响
3.4.4CrTlAlN复合膜层表面和截面形貌分析
3.4.5CrTiAlN复合膜的成分与相结构分析
3.4.6负偏压对CrtiAlN复合膜磨损性能的影响
3.5基体旋转速度对CrtiA1N复合膜性能的影响
3.5.1试验过程
3.5.2显微组织分析
3.5.3相结构分析
3.5.4晶粒尺寸分析
3.5.5纳米硬度和弹性模量分析
3.5.6残余应力与结合强度分析
3.6CrTiAlN复合膜与其他薄膜的性能比较分析
3.6.1薄膜表面粗糙度比较分析
3.6.2薄膜表面硬度与抗塑性变形能力比较分析
3.6.3薄膜结合强度与残余应力的比较分析
3.7小结
第4章CrN基复合膜的抗高温腐蚀行为研究
4.1前言
4.2CrN基复合膜的抗高温氧化行为研究
4.2.1试验方法
4.2.2CrN基复合膜的氧化动力学分析
4.2.3CrN基复合膜氧化层的形貌与成分分析
4.2.4CrTlAlN复合膜氧化产物的相组成
4.2.5CrTiAIN复合膜氧化层的形貌与成分分析
4.2.6讨论
4.3CrN基复合膜的热腐蚀行为研究
4.3.1试验方法
4.3.2热腐蚀动力学
4.3.3热腐蚀后表面产物的显微组织分析
4.3.4讨论
4.4小结
第5章CrN基复合膜的摩擦磨损性能研究
5.1CrN基复合膜的滑动磨损性能研究
5.1.1润滑条件对CrN基复合膜滑动磨损性能的影响
5.1.2滑动频率对CrN基复合膜滑动磨损性能的影响
5.1.3载荷对CrN基复合膜滑动摩擦磨损性能的影响
5.1.4讨论
5.2CrN基复合膜的高温摩擦磨损性能研究
5.3活塞环／缸套摩擦副摩擦学匹配优化试验研究
5.3.1坦克发动机活塞环／缸套摩擦副的磨损失效分析研究
5.3.2发动机缸套内壁表面改性工艺研究
5.3.3缸套内壁激光渗硫复合层的组织结构与性能研究
5.3.4活塞环／缸套摩擦副优化匹配试验
5.4讨论
5.4.1活塞环薄膜化学属性的影响
5.4.2活塞环薄膜物理属性的影响
5.5小结
第6章CrMoN／MOS2微纳米固体润滑复合膜显微组织与成膜机理
6.1CrMoN固体润滑复合膜的制备与性能
6.1.1试验方法
6.1.2CrMoN复合膜的显微组织结构
6.1.3CrMoN复合膜的力学性能
6.2CrMoN／MoS，固体润滑复合膜的制备及显微组织
6,2.1试验方法
6,2.2成分和相结构
6,2.3形貌分析
6.3成膜机理
6.3.1薄膜中元素沿深度的分布
6.3.2成膜机理分析
6.3.3MoS2在薄膜中的分布规律研究
6.4CrMoN／MoS2固体润滑复合膜的硬度和结合强度
6.4.1纳米硬度分析
6.4.2结合强度分析
6.5小结
第7章CrMoN／MoS2微纳米固体润滑复合膜的摩擦学行为
7.1试验方法
7.2CrN基固体润滑复合膜的摩擦学试验
7.2.1摩擦系数
7.2.2磨损量
7.2.3磨损表面的形貌及元素组成
7.2.4磨损表面元素的化学态
7.2.5渗硫层减摩作用机理
7.2.6Mo含量对薄膜摩擦学性能的影响
7.2.7渗硫条件对薄膜摩擦学性能的影响
7.3小结
第8章CrN基复合膜活塞环的台架考核试验研究
8.1试验方法
8.1.1活塞环与缸套样品准备
8.1.2试验设备
8.1.3试验过程
8.2试验数据分析
8.2.1活塞环磨损尺寸分析
8.2.2缸套内壁磨损尺寸分析
8.3台架试验前后活塞环表面薄膜的性能比较分析
8.3.1厚度比较分析
8.3.2硬度分析
8.3.3残余应力分析
8.3.4结合强度分析
8.4摩擦副磨损机制分析
8.4.1电镀CT活塞环／中频淬火缸套摩擦副
8.4.2CrN薄膜活塞环／激光渗硫缸套摩擦副
8.4.3CrTiAlN复合膜活塞环／激光渗硫缸套摩擦副
8.5小结
参考文献