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面向细胞显微操作的精密定位平台设计 预览
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作者 崔良玉 王灿芳 +2 位作者 须颖 贾静 阎兵 《天津职业技术师范大学学报》 2019年第3期6-10,共5页
针对现有生物倒置显微镜在进行细胞操作时,载物平台难以实现自动化精密定位的问题,基于柔性铰链设计了二自由度精密定位平台,采用杠杆机构对平台进行了行程放大,且将放大机构设计在平台的角落处,可充分利用显微镜有限空间。通过有限元... 针对现有生物倒置显微镜在进行细胞操作时,载物平台难以实现自动化精密定位的问题,基于柔性铰链设计了二自由度精密定位平台,采用杠杆机构对平台进行了行程放大,且将放大机构设计在平台的角落处,可充分利用显微镜有限空间。通过有限元法对定位平台进行静力学分析和模态分析。仿真结果表明:所设计的定位平台放大倍数可达3.3倍,最大行程可达500μm,刚度为0.53 N/μm,固有频率为131.49 Hz,反映平台沿x和y方向的耦合度的指标为1.3%,满足细胞操作需要。 展开更多
关键词 柔性铰链 定位平台 细胞操作 有限元分析
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一类大转角两转动并联机构的构型分析与运动学优化设计 预览
2
作者 宋轶民 周培 +1 位作者 齐杨 霍欣明 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第9期908-916,共9页
面向航空航天和仿生设计等领域对大转角两转动并联机构的应用需求,围绕一类新型两自由度转动并联机构--2-RRRR&2-RSR机构的构型分析与运动学优化设计问题展开研究.首先,以投影关系为基础分析2-RRRR&2-RSR并联机构在给定工作空... 面向航空航天和仿生设计等领域对大转角两转动并联机构的应用需求,围绕一类新型两自由度转动并联机构--2-RRRR&2-RSR机构的构型分析与运动学优化设计问题展开研究.首先,以投影关系为基础分析2-RRRR&2-RSR并联机构在给定工作空间内实现两自由度转动运动所需满足的几何条件,并针对两种投影情况分析机构的参数特解.其次,基于闭环矢量法求解2-RRRR&2-RSR并联机构的位置逆解,推导机构驱动角度与动平台姿态角之间的映射关系,继而利用RRRR支链与RSR支链的运动特点,获得机构动平台姿态角的正解模型.以此为基础,借助螺旋理论建立2-RRRR&2-RSR并联机构的速度映射模型,构建机构的广义雅可比矩阵,并通过软件仿真验证机构位置正、逆解及速度映射模型的有效性.再次,根据2-RRRR&2-RSR并联机构的运动特性,以奇异性、铰链许用转角范围、连杆安全距离为约束条件,借助极限边界搜索法求解机构动平台中心点的位置工作空间,进而对应位置工作空间等效获得机构的转角工作空间.最后,借助螺旋理论中运动与力的互易积的物理含义定义可描述2-RRRR&2-RSR机构瞬时功率传递特性的无量纲运动学性能评价指标,并结合工程实际需求设定机构的约束条件,实现机构的尺度参数的运动学优化设计.研究成果可为大工作空间两自由度转动并联机构的样机设计与控制策略制定奠定理论基础. 展开更多
关键词 转动幵联机构 构型分析 运动学分析 工作空间 尺度综合
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铣削工艺参数对锡铋合金表面粗糙度特征影响及试验分析 预览
3
作者 张翔宇 田永军 +2 位作者 李占杰 侯翔 王铁钢 《装备环境工程》 CAS 2019年第7期43-47,共5页
目的对锡铋合金表面粗糙度特征进行研究分析,提高表面加工质量。方法采用正交试验设计方法,以最小表面粗糙度作为优化指标,以主轴转速、铣削深度、进给速度、铣削宽度作为影响因素,进行精密铣削试验研究。结果利用方差分析确定了进给速... 目的对锡铋合金表面粗糙度特征进行研究分析,提高表面加工质量。方法采用正交试验设计方法,以最小表面粗糙度作为优化指标,以主轴转速、铣削深度、进给速度、铣削宽度作为影响因素,进行精密铣削试验研究。结果利用方差分析确定了进给速度是锡铋合金铣削表面粗糙度最重要的影响因素,并基于田口方法优化分析得到了锡铋合金铣削加工工艺最优组合。结论采用田口法对锡铋合金铣削工艺参数优化,有效地减少了加工表面粗糙度,提高了工件表面质量。 展开更多
关键词 锡铋合金 粗糙度 铣削 正交试验 铣削工艺优化
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高功率脉冲和脉冲直流磁控共溅射CrAlN薄膜的研究 预览
4
作者 郭玉垚 王铁钢 +3 位作者 李柏松 刘艳梅 蒙德强 许人仁 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期137-144,共8页
目的通过掺杂适量Al元素来固溶强化Cr N薄膜,从而提高薄膜的抗氧化性能和热稳定性。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备了Cr Al N薄膜,利用XRD、纳米压痕仪、应力仪、摩擦磨损试验机系统地研究了不同基体偏... 目的通过掺杂适量Al元素来固溶强化Cr N薄膜,从而提高薄膜的抗氧化性能和热稳定性。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备了Cr Al N薄膜,利用XRD、纳米压痕仪、应力仪、摩擦磨损试验机系统地研究了不同基体偏压对CrAlN涂层结构和力学性能的影响。结果所有CrAlN涂层均以fcc-(Cr,Al)N相为主,且随着基体偏压的增加,沿(111)晶面生长的衍射峰逐渐减弱,并向小角度偏移;薄膜压应力显著增加,最大值为-2.68GPa;薄膜硬度先上升后下降,在基体偏压为-30V时,硬度达到最大值22.3 GPa;H/E值和H3/E*2值随着基体偏压的增加,近似线性增大,当偏压为-120 V时,均达最大值0.11、0.21 GPa,同时摩擦系数和磨损率逐渐减小。结论当基体偏压为-120 V时,CrAlN薄膜具有最佳的耐磨性能,H/E和H3/E*2在一定程度上可评价涂层的耐磨性。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 脉冲直流磁控溅射 CrAlN薄膜 力学性能 磨擦磨损性能
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电弧离子镀TiN涂层沉积工艺研究 预览
5
作者 侯翔 王铁钢 +2 位作者 刘源 张姣姣 朱强 《装备环境工程》 CAS 2019年第5期72-77,共6页
目的优化电弧离子镀沉积TiN涂层的制备工艺,分析不同N2/Ar条件对涂层微观结构和力学性能的影响机制,进一步强化和研究TiN涂层的优异性能。方法采用带有附加线圈磁场的电弧离子镀技术在不同N2/Ar条件下制备TiN涂层,利用扫描电子显微镜、... 目的优化电弧离子镀沉积TiN涂层的制备工艺,分析不同N2/Ar条件对涂层微观结构和力学性能的影响机制,进一步强化和研究TiN涂层的优异性能。方法采用带有附加线圈磁场的电弧离子镀技术在不同N2/Ar条件下制备TiN涂层,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、超景深显微镜、维氏硬度计、薄膜应力仪和高温摩擦机观察涂层微观结构、测试力学性能。结果随着N2/Ar流量比的增加,涂层表面形貌得到改善,大颗粒的数量和尺寸明显减少,表面变得光滑致密。TiN涂层的生长取向由沿(110)晶面择优生长,逐渐转变为沿(111)晶面择优生长。涂层显微硬度呈上升趋势,硬度最高为2260HV;当N2/Ar流量比为2:1时,摩擦系数最低为0.71,磨损率最低为1.5×10^-2μm^3/(N·μm),磨痕边界清晰,大颗粒和磨屑较少。结论当N2/Ar流量比为2:1时,TiN涂层结构致密,且具有最佳的各项力学性能。 展开更多
关键词 电弧离子镀技术 TIN涂层 硬度 残余应力 摩擦磨损
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三靶共溅射纳米复合Cr-Al-Si-N涂层的制备及摩擦学性能研究 预览
6
作者 王铁钢 蒙德强 +3 位作者 李柏松 赵彦辉 刘艳梅 姜肃猛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期78-86,共9页
目的利用高功率脉冲磁控溅射技术离化率高、溅射离子能量高等优点,在Cr-Al-N涂层中添加Si元素研制a-Si3N4包裹nc-(Cr,Al)N的纳米复合涂层,通过改变反应沉积时的N2/Ar比来调控涂层成分与结构,实现纳米复合Cr-Al-Si-N涂层性能优化。方法... 目的利用高功率脉冲磁控溅射技术离化率高、溅射离子能量高等优点,在Cr-Al-N涂层中添加Si元素研制a-Si3N4包裹nc-(Cr,Al)N的纳米复合涂层,通过改变反应沉积时的N2/Ar比来调控涂层成分与结构,实现纳米复合Cr-Al-Si-N涂层性能优化。方法采用高功率脉冲与脉冲直流复合磁控溅射技术制备Cr-Al-Si-N涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、应力仪、纳米压痕仪、划痕测试仪和摩擦试验机,研究N2/Ar比对涂层成分、结构、力学性能以及摩擦学行为的影响。结果涂层主要由面心立方结构的CrN与AlN相组成,且沿(200)晶面择优生长。当N2/Ar流量比为3∶1时,涂层与基体结合最好,临界载荷约为36.5N;摩擦系数和内应力较低,分别为0.5和-0.48GPa。当N2/Ar流量比为4∶1时,H/E值和H^3/E^*2值升至最高,分别为0.11和0.24GPa,磨损率最低,约为1.9×10^-4μm^3/(N·μm)。结论当N2/Ar流量比为4∶1时,三靶共溅射制备的Cr-Al-Si-N涂层硬度较高,耐磨性能最好。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 脉冲直流磁控溅射 三靶共溅射 纳米复合涂层 Cr-Al-Si-N涂层 N2/Ar流量比 临界载荷 摩擦系数 磨损率
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碳钢材料超精密切削的最新研究进展 预览 被引量:1
7
作者 李占杰 宫虎 +2 位作者 靳刚 卢振丰 陈达任 《工具技术》 2018年第7期10-16,共7页
碳钢材料作为应用最广的工程材料,以成本低廉、应用广泛而倍受超精密加工领域的重视。然而碳钢材料在超精密切削过程中会导致金刚石刀具严重磨损,被认为是金刚石不可切削材料。本文首先对金刚石刀具磨损机理研究进行了综合评述;其次分... 碳钢材料作为应用最广的工程材料,以成本低廉、应用广泛而倍受超精密加工领域的重视。然而碳钢材料在超精密切削过程中会导致金刚石刀具严重磨损,被认为是金刚石不可切削材料。本文首先对金刚石刀具磨损机理研究进行了综合评述;其次分别从加工工艺、刀具、工件材料以及它们的复合改善等四个方面对各种解决方法进行分类述评和比较分析,并对最有前景的方法进行了展望,以期为化学性质相似的其他元素金属(元素周期表第Ⅳ-Ⅷ族过渡元素Nb、Co、Mn、Ni、Cr、Ti等及其合金)的超精密切削研究提供参考。 展开更多
关键词 碳钢材料 超精密切削 金刚石刀具 磨损 研究进展
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铝合金三丝双脉冲MIG焊熔滴过渡及电信号分析 预览
8
作者 王鹏 李桓 +2 位作者 于福盛 朱春沅 高莹 《焊接学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期98-102,133共6页
文中搭建了三丝双脉冲MIG焊系统,采用高速摄像电信号同步采集系统对焊接过程进行实时监测,研究了铝合金三丝双脉冲MIG焊熔滴过渡行为以及双脉冲频率对焊缝成形的影响.结果表明,弱脉冲向强脉冲过渡时,熔滴过渡表现为一脉一滴;强脉冲向弱... 文中搭建了三丝双脉冲MIG焊系统,采用高速摄像电信号同步采集系统对焊接过程进行实时监测,研究了铝合金三丝双脉冲MIG焊熔滴过渡行为以及双脉冲频率对焊缝成形的影响.结果表明,弱脉冲向强脉冲过渡时,熔滴过渡表现为一脉一滴;强脉冲向弱脉冲过渡时,在开始阶段,焊丝发生再引燃,在结束阶段,熔滴过渡表现为两脉一滴;双脉冲频率增加,焊缝鱼鳞纹变密,双脉冲频率为3 Hz时,鱼鳞纹疏密均匀,焊缝成形最佳. 展开更多
关键词 三丝MIG焊 双脉冲频率 熔滴过渡 焊缝成形
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氮气流量对直流磁控溅射Zr-B-O-N薄膜摩擦学行为的影响
9
作者 吴立国 王铁钢 +3 位作者 郭玉垚 杨祖兵 刘艳梅 唐宽瑜 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期894-900,共7页
通过向ZrB2薄膜中添加N和O元素,利用纳米复合结构和"预氧化"机制有望提高薄膜韧性、耐磨性能和耐热能力,本文系统研究了氮气流量对Zr-B-O-N薄膜摩擦学行为的影响。采用直流反应磁控溅射技术研制了ZrB2薄膜和不同成分的Zr-B-O-N薄膜,... 通过向ZrB2薄膜中添加N和O元素,利用纳米复合结构和"预氧化"机制有望提高薄膜韧性、耐磨性能和耐热能力,本文系统研究了氮气流量对Zr-B-O-N薄膜摩擦学行为的影响。采用直流反应磁控溅射技术研制了ZrB2薄膜和不同成分的Zr-B-O-N薄膜,利用扫描电镜观察薄膜的表面形貌,销盘式摩擦试验机测试薄膜的摩擦磨损性能,分析磨损失效机理。研究结果表明:在ZrB2薄膜中添加N和O元素后,耐磨性能得到明显提高,随着氮气流量的增加,薄膜表面质量越来越好。结合力学性能测试结果,发现硬度不是影响薄膜耐磨性能的唯一要素,H/E*值越大,薄膜抗磨损能力越强。当氮气流量比为5%时,尽管Zr-B-O-N薄膜硬度只有15 GPa,却具有最低的磨损率1. 65μm3/N·mm。该工作为定量探讨薄膜力学参量与抗磨损性能的关系提供了重要实验依据。 展开更多
关键词 纳米复合薄膜 Zr-B-O-N薄膜 表面形貌 摩擦系数 磨损率
袋成型-充填-封口机刀座失效分析 预览
10
作者 刘艳梅 王铁钢 +3 位作者 王书源 冯辉 刘源 戚厚军 《天津职业技术师范大学学报》 2018年第1期12-16,共5页
针对袋成型-充填-封口机工作一段时间后出现封口不牢或封口不平整导致封口质量不合格的问题,对比分析了两种封口机刀座基体和表面防护层的化学成分、显微组织及显微硬度,并分析了热传导性能及耐磨性能。结果表明:两种封口机热处理制... 针对袋成型-充填-封口机工作一段时间后出现封口不牢或封口不平整导致封口质量不合格的问题,对比分析了两种封口机刀座基体和表面防护层的化学成分、显微组织及显微硬度,并分析了热传导性能及耐磨性能。结果表明:两种封口机热处理制度不同,其中一种封口机为退火组织,并且组织均匀;另一种封口机组织为调质不良的组织。两种封口机的刀座都进行了表面强化,其中一种封口机刀座强化层为镍磷镀层,强化层厚度均匀结构致密;另一种封口机刀座的表面存在处理层,但处理层厚度不均匀、不连续。封口机刀座的镍磷镀层磨损及刀座内部金属裸露是导致刀座封口失效的原因。 展开更多
关键词 封口机 刀座 失效原因 防护层
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轴向磁场对电弧离子镀TiN/Cu薄膜性能的影响 被引量:2
11
作者 赵升升 赵彦辉 +2 位作者 陈伟 费加喜 王铁钢 《材料研究学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期381-387,共7页
使用加可调轴向磁场的电弧离子镀设备在不锈钢基体上制备TiN/Cu薄膜,研究了轴向磁场强度对薄膜微观结构、化学成分、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明,在不同强度的磁场下TiN/Cu薄膜具有相同的TiN结构,且以沿TiN(111)面的择优取向... 使用加可调轴向磁场的电弧离子镀设备在不锈钢基体上制备TiN/Cu薄膜,研究了轴向磁场强度对薄膜微观结构、化学成分、力学性能和耐磨性能的影响。结果表明,在不同强度的磁场下TiN/Cu薄膜具有相同的TiN结构,且以沿TiN(111)面的择优取向为主。随着磁场强度的提高(111)面衍射峰的强度逐渐提高、TiN/Cu薄膜表面的粗糙度先降低后提高、薄膜中Cu的含量逐渐提高、硬度和弹性模量也逐渐提高、薄膜的磨损率先降低后提高。当磁场强度为80 Gs时薄膜的硬度达到约为36 GPa的最大值,耐磨性能最高。 展开更多
关键词 TiN/Cu薄膜 轴向磁场 电弧离子镀 硬度 耐磨性
Pt/Zr共改性铝化物涂层的抗高温氧化性能研究
12
作者 范其香 王铁钢 +1 位作者 谭晓晓 霍文国 《腐蚀科学与防护技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期395-400,共6页
采用电镀Pt和化学气相沉积Al-Zr共渗两步法制备了一种Pt/Zr共改性铝化物涂层,并对其进行了组织结构表征和1000℃抗高温氧化性能测试。结果表明:Pt/Zr共改性铝化物涂层外层主要相为β-(Ni,Pt)Al,同时含有少量的PtAl2和PtZr相。在1000... 采用电镀Pt和化学气相沉积Al-Zr共渗两步法制备了一种Pt/Zr共改性铝化物涂层,并对其进行了组织结构表征和1000℃抗高温氧化性能测试。结果表明:Pt/Zr共改性铝化物涂层外层主要相为β-(Ni,Pt)Al,同时含有少量的PtAl2和PtZr相。在1000℃氧化300 h后,Pt改性铝化物涂层和Pt/Zr共改性铝化物涂层中均有大量的有益相β-NiAl存在,表现出很好的抗高温氧化性能;Pt/Zr共改性铝化物涂层比单一的Pt改性铝化物涂层具有更低的氧化速率,其表面氧化膜也更加致密,这是因为在保护性的Al2O3膜下方形成了条状的富Zr氧化物,可以起到钉扎的作用。 展开更多
关键词 镍基高温合金 Pt改性铝化物涂层 ZR 组织形貌 抗高温氧化性能
镍基高温合金Pt/Si共改性铝化物涂层的制备及抗高温氧化性能
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作者 范其香 于昊君 +3 位作者 谭晓晓 吴正环 王铁钢 刘艳梅 《材料保护》 CSCD 北大核心 2018年第6期44-48,共5页
为研究si元素对Pt改性铝化物涂层抗高温氧化性能的影响规律,利用电镀Pt和Al-Si共渗包埋法制备出一种Pt/Si共改性铝化物涂层.对涂层进行了1000℃恒温氧化试验,并采用XRD、SEM、EDS分析了涂层氧化前后的组织结构。结果表明:在Pt改性... 为研究si元素对Pt改性铝化物涂层抗高温氧化性能的影响规律,利用电镀Pt和Al-Si共渗包埋法制备出一种Pt/Si共改性铝化物涂层.对涂层进行了1000℃恒温氧化试验,并采用XRD、SEM、EDS分析了涂层氧化前后的组织结构。结果表明:在Pt改性铝化物涂层中添加si元素可以降低涂层表面的孔洞,使涂层更加致密、均匀;2种涂层在1000℃温度下氧化300h后均有大量的β-(Ni,Pt)A1相残留,依然具备保护基体的作用;Si元素一方面可以降低涂层与基体的互扩散速率。另一方面却加剧了涂层表面氧化皮的剥落;综合看来Si对Pt改性铝化物涂层的抗高温氧化性能提高效果不明显。 展开更多
关键词 镍基高温合金 铝化物涂层 Pt/Si共改性 组织形貌 抗高温氧化性能
沉积温度对高功率脉冲磁控溅射AlCrSiN涂层结构和性能的影响 被引量:3
14
作者 王铁钢 李柏松 +3 位作者 张姣姣 唐宽瑜 刘艳梅 姜肃猛 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第8期2578-2584,共7页
采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在不同沉积温度下制备了Al-Cr-Si-N涂层。系统研究了沉积温度对涂层结构、成分、显微形貌、力学和摩擦学性能的影响。结果表明:随着沉积温度由100℃升至350℃,涂层内部开始由非晶向纳米晶转化,30... 采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术在不同沉积温度下制备了Al-Cr-Si-N涂层。系统研究了沉积温度对涂层结构、成分、显微形貌、力学和摩擦学性能的影响。结果表明:随着沉积温度由100℃升至350℃,涂层内部开始由非晶向纳米晶转化,300℃时出现fcc-AlN相;涂层平整性和致密性逐步改善,膜/基结合强度逐渐提高,在300℃达到最大值77 N,但温度继续升高至350℃时,严重的轰击刻蚀作用使临界载荷骤降至25 N;涂层硬度逐渐增加,在350℃达到最大值19.4GPa;涂层内应力整体呈下降趋势,由–0.8 GPa逐渐降低至–0.4 GPa左右。 展开更多
关键词 HIPIMS AlCrSiN涂层 沉积温度 力学性能 摩擦系数
基于刚柔耦合的2K-V型减速机传动精度分析 预览
15
作者 周政道 贾海利 《机械传动》 CSCD 北大核心 2018年第7期118-123,共6页
以工业机器人用高精度2K-V20减速机为研究对象,在动力学仿真软件Recur Dyn中利用多柔性体动力学技术建立该减速机的刚柔耦合模型。通过虚拟样机仿真分析了该减速机各部件的运动特性,其结果与理论值基本相符,验证了所建模型的正确性。基... 以工业机器人用高精度2K-V20减速机为研究对象,在动力学仿真软件Recur Dyn中利用多柔性体动力学技术建立该减速机的刚柔耦合模型。通过虚拟样机仿真分析了该减速机各部件的运动特性,其结果与理论值基本相符,验证了所建模型的正确性。基于该刚柔耦合模型设计了几组具有不同误差组合的样机模型,通过仿真分析了不同误差因素对整机传动精度的影响,所得结论为2K-V型减速机的设计与制造提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 2K-V减速机 刚柔耦合 虚拟样机 传动精度
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复合磁控溅射Zr-B-N涂层微结构的控制及性能研究
16
作者 张姣姣 王铁钢 +4 位作者 阎兵 艾业华 王妍 刘艳梅 邵娜 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期479-486,共8页
采用高功率脉冲和脉冲直流复合磁控溅射技术,通过改变Zr B2靶溅射功率来调节Zr-B-N涂层的成分和微结构,系统研究了Zr B2靶功率对涂层成分、微观结构和性能的影响。研究结果表明:随着Zr B2靶功率的增加,Zr-B-N涂层形成了以非晶a-BN包裹... 采用高功率脉冲和脉冲直流复合磁控溅射技术,通过改变Zr B2靶溅射功率来调节Zr-B-N涂层的成分和微结构,系统研究了Zr B2靶功率对涂层成分、微观结构和性能的影响。研究结果表明:随着Zr B2靶功率的增加,Zr-B-N涂层形成了以非晶a-BN包裹着纳米晶的纳米复合结构;涂层的硬度由36.76下降到16.1 GPa;当Zr B2靶溅射功率为0.4和0.6 k W时,表征膜/基结合强度的临界载荷分别达到最小值29.28和最大值43.85 N。摩擦系数和磨损率具有相同的变化趋势,均随Zr B2靶溅射功率的增加先增大后减小,当Zr B2靶溅射功率为0.8 k W时,Zr-B-N涂层摩擦系数较低,抗磨损能力亦最强。 展开更多
关键词 Zr-B-N涂层 纳米复合结构 力学性能 摩擦磨损
N2流量比对复合磁控溅射Zr-B-N薄膜结构和性能的影响 预览
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作者 王铁钢 郭玉垚 +3 位作者 唐宽瑜 刘艳梅 林伟 姜肃猛 《表面技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期210-217,共8页
目的在反应沉积时补充金属离子,增加薄膜中金属氮化物硬质相的数量,优化复合磁控溅射Zr-B-N薄膜的制备工艺,揭示N2流量比(N2/(N2+Ar))对Zr-B-N薄膜结构和性能的影响规律,进一步强化Zr-B-N纳米复合薄膜。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉... 目的在反应沉积时补充金属离子,增加薄膜中金属氮化物硬质相的数量,优化复合磁控溅射Zr-B-N薄膜的制备工艺,揭示N2流量比(N2/(N2+Ar))对Zr-B-N薄膜结构和性能的影响规律,进一步强化Zr-B-N纳米复合薄膜。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术沉积Zr-B-N薄膜,借助X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜、纳米压痕仪、划痕测试仪和摩擦试验机,研究N2流量比对Zr-B-N薄膜成分、微观结构、力学性能和摩擦性能的影响。结果Zr-B-N薄膜具有典型的纳米复合结构,即BN非晶层包裹着ZrB2、Zr3N4、Zr2N、ZrN等纳米晶,所有Zr-B-N薄膜均沿(100)晶面择优生长。随着N2流量的增加,(100)晶面的衍射峰宽化加剧;薄膜硬度由36.2GPa下降到21.0GPa;膜/基结合力逐渐增强,临界载荷从34.8N增加到55.8N;摩擦系数逐渐增大。当N2流量比为42.9%时,摩擦系数相对较低,约为0.48,归因于薄膜内形成了沿(220)晶面生长的ZrN相,从而起到了良好的减摩作用。结论当N2流量比为42.9%时,Zr-B-N薄膜具有纳米复合结构和良好的各项性能。 展开更多
关键词 纳米复合薄膜 Zr-B-N薄膜 显微硬度 膜/基结合力 摩擦系数
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金属反射镜超精密加工研究进展 预览
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作者 陈达任 李占杰 +2 位作者 靳刚 戚厚军 马苏常 《机械研究与应用》 2018年第1期159-163,共5页
金属反射镜已经成为光学系统主反射镜的发展方向和趋势,金属反射镜的超精密加工已经成为当代科技前沿的关键支撑技术。主要对国内外金属反射镜超精密加工研究进展进行综合评述。评述了单点金刚石车削、光学冷加工、复制法对面形精度和... 金属反射镜已经成为光学系统主反射镜的发展方向和趋势,金属反射镜的超精密加工已经成为当代科技前沿的关键支撑技术。主要对国内外金属反射镜超精密加工研究进展进行综合评述。评述了单点金刚石车削、光学冷加工、复制法对面形精度和光学性能的影响,从材料方面研究了材料物理特性、工件表面镀层和快速冷凝制造合金对超精密加工表面质量和光学性能的影响。最后对这些加工方法分析对比优缺点,并对金属反射镜超精密加工的技术发展愿景进行了展望。 展开更多
关键词 金属反射镜 超精密加工 研究进展
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热处理对Zr-B—N纳米复合涂层显微结构的影响
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作者 董玉 王铁钢 +2 位作者 郭玉垚 李杰 万文强 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期214-220,共7页
利用高功率脉冲和脉冲直流复合磁控溅射技术制备Zr-B—N涂层,研究沉积过程中的氮气流量和热处理温度对涂层显微结构的影响。采用电子探针显微分析仪、扫描电镜和X射线衍射仪对涂层的成分、断面形貌及结构进行观察和分析。结果表明:热... 利用高功率脉冲和脉冲直流复合磁控溅射技术制备Zr-B—N涂层,研究沉积过程中的氮气流量和热处理温度对涂层显微结构的影响。采用电子探针显微分析仪、扫描电镜和X射线衍射仪对涂层的成分、断面形貌及结构进行观察和分析。结果表明:热处理温度为600%时,涂层表面开始形成氧化膜,部分锆离子与氧反应生成(116)晶面取向的Zr3O;在N2流量为6mL/min(标准状态)时,经热处理后涂层结构仍以非晶相为主;当氮气流量为10mL/min时,随着热处理温度升高,涂层结构逐渐变得疏松,氧化反应加剧。氮分压越高制备的涂层结构越致密,抗氧化能力越强;当热处理温度达800℃时,涂层表面开始出现裂纹,部分涂层脱离基体,严重失效。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 Zr-B-N涂层 热处理 显微结构
直流基体偏压对Al-Cr-Si-N涂层结构和力学性能的影响 被引量:1
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作者 张姣姣 王铁钢 +3 位作者 阎兵 刘源 姜肃猛 董玉 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第7期2232-2239,共8页
采用电弧离子镀技术在不同直流偏压下沉积Al-Cr-Si-N涂层,研究基体偏压对涂层成分、微观结构和性能的影响。结果表明:Al-Cr-Si-N涂层以密排六方结构和面心立方结构的AlN相为主,随着基体负偏压增加,涂层的衍射峰整体向小角度方向偏移:... 采用电弧离子镀技术在不同直流偏压下沉积Al-Cr-Si-N涂层,研究基体偏压对涂层成分、微观结构和性能的影响。结果表明:Al-Cr-Si-N涂层以密排六方结构和面心立方结构的AlN相为主,随着基体负偏压增加,涂层的衍射峰整体向小角度方向偏移:涂层内残余压应力逐渐增加,最大值为-0.77 GPa;涂层硬度和摩擦系数变化不明显。当基体负偏压为-40V时,Al-Cr-Si-N涂层的特征参数H/E和H~3/E~(*2)均达最大值,分别为0.15和0.37GPa,此时涂层具有最佳的耐磨性能,摩擦系数亦最低。 展开更多
关键词 Al-Cr-Si-N涂层 微观结构 显微硬度 残余应力 摩擦磨损
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