涂层技术概述学习教案.pptx

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1、会计学1涂层技术涂层技术(jsh)概述概述第一页，共17页。表面技术表面技术(jsh)有关内有关内容容 新型表面功能涂层技术,包括低温化学表面涂层技术及超深层表面改性技术,它运用物理、化学或物理化学等技术手段来改变“材料及其制件表面成份和组织结构”,其特点是保持基体材料固有的特征,又赋予表面化所要求的各种(zhn)性能,从而适应各种(zhn)技术和服役环境对材料的特殊要求,因而它是制造和材料学科最为活跃的技术领域,又是涉及表面处理与涂层技术的交叉学科。涂层技术和应用第2页/共18页第二页，共17页。薄膜和涂层薄膜和涂层(t cn)制备方法制备方法1.1.热喷涂技术热喷涂技术热喷涂技术热喷涂技术

2、利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法基体表面形成涂层的方法基体表面形成涂层的方法基体表面形成涂层的方法分类：低压等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸分类：低压等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸分类：低压等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸分类：低压等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸(bozh)(bozh)喷涂、高

3、速氧焰喷涂、中温喷涂喷涂、高速氧焰喷涂、中温喷涂喷涂、高速氧焰喷涂、中温喷涂喷涂、高速氧焰喷涂、中温喷涂,冷喷涂等冷喷涂等冷喷涂等冷喷涂等特点：沉积速率快特点：沉积速率快特点：沉积速率快特点：沉积速率快,但表面粗糙但表面粗糙但表面粗糙但表面粗糙,需要后续处理需要后续处理需要后续处理需要后续处理,适合较厚涂层适合较厚涂层适合较厚涂层适合较厚涂层2.2.物理气相沉积技术物理气相沉积技术物理气相沉积技术物理气相沉积技术(PVD)(PVD)方法：真空蒸镀方法：真空蒸镀方法：真空蒸镀方法：真空蒸镀,磁空溅射磁空溅射磁空溅射磁空溅射,电弧离子镀电弧离子镀电弧离子镀电弧离子镀,激光辅助沉积激光辅助沉积激光辅

4、助沉积激光辅助沉积,等离子辅助物理气相沉积等离子辅助物理气相沉积等离子辅助物理气相沉积等离子辅助物理气相沉积,电电电电 子束物理气相沉积等子束物理气相沉积等子束物理气相沉积等子束物理气相沉积等特点：沉积速率慢特点：沉积速率慢特点：沉积速率慢特点：沉积速率慢,涂层质量好涂层质量好涂层质量好涂层质量好,适合一些精密的应用适合一些精密的应用适合一些精密的应用适合一些精密的应用,如刀具模具如刀具模具如刀具模具如刀具模具,电子等行业电子等行业电子等行业电子等行业3.3.化学气相沉积技术（化学气相沉积技术（化学气相沉积技术（化学气相沉积技术（CVDCVD）方法：热丝方法：热丝方法：热丝方法：热丝CVD,C

5、VD,微波增强微波增强微波增强微波增强CVD,CVD,等离子体增强等离子体增强等离子体增强等离子体增强CVD,CVD,有机化合物有机化合物有机化合物有机化合物CVD CVD 等等等等特点：绕射性好特点：绕射性好特点：绕射性好特点：绕射性好,可以生长一些高温下才能生长的薄膜可以生长一些高温下才能生长的薄膜可以生长一些高温下才能生长的薄膜可以生长一些高温下才能生长的薄膜,但沉积温度高但沉积温度高但沉积温度高但沉积温度高.4.4.湿法沉积湿法沉积湿法沉积湿法沉积电镀电镀电镀电镀,化学镀等化学镀等化学镀等化学镀等价格便宜价格便宜价格便宜价格便宜.第3页/共18页第三页，共17页。薄膜和涂层薄膜和涂层(

6、t cn)示例示例刀具涂层第4页/共18页第四页，共17页。DDP光学镜片涂层光学滤镜光电涂层第5页/共18页第五页，共17页。表面涂层表面涂层表面涂层表面涂层(t cn(t cn)主要分析方法主要分析方法主要分析方法主要分析方法研究方法研究方法研究项目研究项目显微/纳米压痕 涂层或与界面有关的硬度磨痕仪,台阶仪厚度测量划痕仪结合强度摩擦仪 摩擦,磨损性能和摩擦系数表面轮廓仪表面形貌,粗糙度测量光学显微镜表面形貌电子显微镜,原子力显微镜显微组织结构,表面形貌X射线能谱仪,电子探针,X射线光电子能谱化学成分X射线衍射,电子衍射相结构,晶粒尺寸,应力分析等第6页/共18页第六页，共17页。涂层涂层

7、(t cn)性能分析方法性能分析方法n n硬度 n n厚度n n划痕实验n n摩擦(mc)磨损实验n n光学显微镜n n电子显微镜n n能谱分析n nXRD第7页/共18页第七页，共17页。硬度硬度硬度硬度硬度代表抵抗硬度代表抵抗硬度代表抵抗硬度代表抵抗(d(d kng)kng)硬物压入的能力硬物压入的能力硬物压入的能力硬物压入的能力 Mohs硬度硬度矿物矿物1滑石2石膏3方解石 4萤石5磷灰石6长石7石英8黄玉9刚玉10金刚石自然界的矿物分为10个硬度等级(dngj),所有的物体应该在这个范围内第8页/共18页第八页，共17页。布氏硬度布氏硬度 压头(y tu):球 (硬质合金或淬硬钢)样品

8、(yngpn)压头(y tu)布氏和维氏硬度布氏和维氏硬度压头压头:金字塔形 (金刚石)样品d维氏硬度维氏硬度第9页/共18页第九页，共17页。显微显微(xin wi)硬度测量硬度测量 1.定位定位(dngwi)2.压痕压痕3.硬度硬度(yngd)计算计算第10页/共18页第十页，共17页。纳米纳米(n m)压痕方法压痕方法对于涂层硬度的测量,压痕深度(shnd)一般小于涂层厚度的十分之一,以避免基体的影响第11页/共18页第十一页，共17页。磨痕仪磨痕仪磨痕仪磨痕仪球坑法是一种简易实用(shyng)的镀层厚度测试方法，球磨后，在镀层样品上形成一球坑，通过正确的测量分析，可快速得出镀层的准确厚

9、度。基体(j t)涂层(t cn)球第12页/共18页第十二页，共17页。划痕仪划痕仪划痕仪划痕仪1.1.用金刚石压头用金刚石压头(y tu)(y tu)划出划痕划出划痕,看涂层的破裂情况看涂层的破裂情况,用临界载荷评价涂层结合用临界载荷评价涂层结合2.2.表征涂层表征涂层3.3.耐划伤能力耐划伤能力4.4.结合力结合力5.5.摩擦系数摩擦系数(如果有配件如果有配件)6.6.分析分析7.7.临界载荷临界载荷(Lc)(Lc)8.8.划痕形貌划痕形貌第13页/共18页第十三页，共17页。摩擦摩擦摩擦摩擦(mc)(mc)磨损磨损磨损磨损第14页/共18页第十四页，共17页。针盘式摩擦针盘式摩擦针盘式摩擦针盘式摩擦(mc)(mc)实验实验实验实验摩擦系数磨损寿命(shumng)磨损速率第15页/共18页第十五页，共17页。光学光学(gungxu)显微镜显微镜第16页/共18页第十六页，共17页。扫描扫描扫描扫描(s(s omio)omio)电子显微镜电子显微镜电子显微镜电子显微镜Quelle:Wikipedia第17页/共18页第十七页，共17页。