基体对氮化钛膜的微力学和摩擦性能的影响

采用等离子电弧沉积的方法分别在GT35和40CrNiMo钢上沉积厚约为0.5mm 的TiN膜。为了检测成膜质量，在较宽的载荷范围内分别使用显微硬度、纳米压痕和纳米划痕技术表征钢基材和TiN/基材的微机械和摩擦性能。同TiN/40CrNiMo相比，TiN/GT35的硬度高和固体润滑效果显著，GT35是较为理想的基体材料。对这种亚微米厚的膜，纳米压痕技术和纳米划痕技术能提供丰富的近表面的弹塑性变形、断裂和摩擦等的信息。

氮化钛沉积膜的摩擦性能研究

采用等离子电弧沉积法在9Cr18钢表面制备了厚约0.5 μm的TiN薄膜，通过显微硬度测试以及纳米压痕和纳米划痕试验，对比考察了9Cr18钢及其表面TiN薄膜的机械和摩擦性能。结果表明，9Cr18钢及其表面TiN沉积膜的纳米硬度分别为8GPa和38GPa，弹性模量分别为250GPa和580 GPa，9Cr18、TiN和有机薄膜的摩擦系数分别为0.40、0.12和、0.10；TiN沉积膜可显著提高基体钢的承载和耐磨能力。

亚微米氮化钛膜的纳米压痕和划痕测定Coatings

采用等离子电弧沉积的方法分别在GT35和40CrNiMo钢上沉积厚约为0.5mm 的氮化钛(TiN)膜。为了筛选基材，采用纳米压痕和划痕技术评价膜基界面结合和固体润滑效果。纳米压痕结果，采用等离子电弧沉积的方法，分别在GT35和40CrNiMo钢上沉积厚约为0.5$\mu $m 的氮化钛(TiN)膜。为了筛选基材，采用纳米压痕和划痕技术，评价膜基界面结合和固体润滑效果。纳米压痕结果，GT35，40CrNiMo和TiN的纳米硬度/弹性模量的典型值分别约为11.5 Gpa/330 Gpa，6.0 Gpa/210 Gpa，30 Gpa/450 Gpa。纳米划痕结果，GT35有较理想的膜基结合能力；GT35，40CrNiMo，TiN及其有机膜的摩擦系数分别约为0.25，0.45，0.15，0.10。同40CrNiMo相比，GT35是较为理想的基体材料。纳米压痕和划痕技术能提供丰富的近表面的弹塑性变形、断裂和摩擦等的信息，是评价亚微米薄膜力学性能的有效手段。

An In-Situ Observation On Initial Aggregation Process Of Colloidal Particles Near Three-Phase Contact Line Of Air, Water And Vertical Substrate

The self-assembling process near the three-phase contact line of air, water and vertical substrate is widely used to produce various kinds of nanostructured materials and devices. We perform an in-situ observation on the self-assembling process in the vicinity of the three phase contact line. Three kinds of aggregations, i.e. particle-particle aggregation, particle-chain aggregation and chain-chain aggregation, in the initial stage of vertical deposition process are revealed by our experiments. It is found that the particle particle aggregation and the particle-chain aggregation can be qualitatively explained by the theory of the capillary immersion force and mirror image force, while the chain-chain aggregation leaves an opening question for the further studies. The present study may provide more deep insight into the self-assembling process of colloidal particles.

电弧离子镀薄膜中的颗粒尺寸及其影响的扫描电镜观察

用扫描电镜对比分析了电弧离子镀增加直线磁场过滤对沉积TiN和TiAlN薄膜中颗粒的密度和尺寸的影响，，结果表明，TIN薄膜中颗粒的最大直径，从14μm减小到3μm，颗粒密度从lO~9／cm~2。降低到10~5／cm~2.TilN薄膜由于靶材中含有低熔点金属Al，因而发射出更大的颗粒，有的颗粒集团达到20μm，磁场过滤后颗粒尺寸减小，颗粒密度降低到10~6／cm~2。分析了脉冲叠加直流偏压对TiCrZrN复合薄膜相组成的影响。颗粒可使电弧离子镀rriN／crN多层膜的结合力降低，并使针孔产生遗传。使用直线型磁场过滤及脉冲叠加直流偏压不仅使颗粒密度和尺寸显著降低和减小，而且多层化对小颗粒产生了包覆作用。

亚微米氮化钛膜的纳米压痕和划痕测定

采用等离子电弧沉积的方法，分别在GT35和40CrNiMo钢上沉积厚约为0.5μm的氮化钛(TiN)膜。为了筛选基材，采用纳米压痕和划痕技术，评价膜基界面结合和固体润滑效果。纳米压痕结果，GT35，40CrNiMo和TiN的纳米硬度/弹性模量的典型值分别约为11.5 GPa/330GPa, 6.0 GPa/210GPa, 30GPa/450GPa。纳米划痕结果，GT35有较理想的膜基结合能力；GT35，40CrNiMo，TiN及其有机膜的磨擦系数分别约为0.25，0.45，0.15, 0.10。同40CrNiMo相比，GT35是较为理想的基体材料。纳米压痕和划痕技术能提供丰富的近表面的弹塑性变形、断裂和磨擦等的信息，是评价亚微米薄膜力学性能的有效手段。