CN101876053A - 铝合金表面掺钛类金刚石膜及其制备方法 - Google Patents
铝合金表面掺钛类金刚石膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101876053A CN101876053A CN2009103096556A CN200910309655A CN101876053A CN 101876053 A CN101876053 A CN 101876053A CN 2009103096556 A CN2009103096556 A CN 2009103096556A CN 200910309655 A CN200910309655 A CN 200910309655A CN 101876053 A CN101876053 A CN 101876053A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- diamond
- aluminum alloy
- film
- dlc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铝合金表面掺钛类金刚石膜，结构为：铝基体→Ti底层→TiN层→Tic过渡层→Ti+类金刚石层→类金刚石层。本发明还公开了制备该类金刚石膜的方法：通入99.99％的高纯氩及99.99％的高纯甲烷。轮毂用铝合金分别用金属清洗液清洗，烘干后放进真空室，抽真空至5×10-3Pa，通氩气至5×10-1Pa，用离子源结合偏压溅射清洗样片表面；沉积时真空度为3×10-1Pa，离子源离化甲烷成碳离子在试样上沉积DLC膜，同时利用磁控溅射制备过渡层及实现掺杂。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金表面的保护膜，本发明还涉及这种保护膜的制备方法。
背景技术
目前，公知的铝合金轮毂表面采取磷化膜和钝化膜作为保护膜。类金刚石DLC碳膜具有许多与金刚石相似或相近的优良性能，硬度仅次于金刚石，可以作为优秀的耐磨防护涂层；和CVD金刚石涂层相比，DLC是非晶态，没有晶界，这意味着涂层相当光滑致密，没有晶界缺陷，抗磨损性能以及热导率高和化学性能稳定等，可以作为很好的耐腐蚀涂层。同时又具有自身独特摩擦学特性，是一种非常有前途的材料。美国已将类金刚石薄膜材料列为国家21世纪的战略材料之一。
发明内容
本发明的技术方案为：铝合金表面掺钛类金刚石膜的结构为铝基体→Ti底层→TiN层→Tic过渡层→Ti+类金刚石层→类金刚石层。
类金刚石深层不是由某个单质组成，而是一种含有SP3和SP2键，几乎不含有SP1的非晶碳涂层，在结构上属长程无序，而短程有序的结构，根据制备方法不同所生成碳涂层中C原子键合方式(C-C或C-H)以SP3和SP2的含量比例不同。
DLC涂层具有良好的化学稳定性和绝缘性，而且表面致密，又非晶态，没有晶界，在腐蚀介质中其本身腐蚀速度极低，具有极强的耐腐蚀性能。
本发明还提供了一种铝合金表面镀掺钛类金刚石(Ti-DLC)膜层的工艺，通入99.99％的高纯氩及99.99％的高纯甲烷。轮毂用铝合金分别用金属清洗液清洗，烘干后放进真空室，抽真空至5×10-3Pa，通氩气至5×10-1Pa，用离子源结合偏压溅射清洗样片表面；沉积时真空度为3×10-1Pa，离子源离化甲烷成碳离子在试样上沉积DLC膜，同时利用磁控溅射制备过渡层及实现掺杂。
附图说明
结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
图1是Ti-DLC铝合金的俄歇成份深度分布曲线。
图2是Ti-DLC/S截面TEM图。
其中：1-3层为钛层，4-9层为掺钛的类金刚石(DLC)层.
具体实施方式
本发明的技术方案为：铝合金表面掺钛类金刚石膜的结构为铝基体→Ti底层→TiN层→Tic过渡层→Ti+类金刚石层→类金刚石层。
图1为Ti-DLC铝合金的俄歇成份深度分布曲线，界面过渡层清楚，依次为铝基体→Ti底层→TiN层→Tic过渡层→Ti+类金刚石层→类金刚石层。
类金刚石深层不是由某个单质组成，而是一种含有SP3和SP2键，几乎不含有SP1的非晶碳涂层，在结构上属长程无序，而短程有序的结构，根据制备方法不同所生成碳涂层中C原子键合方式(C-C或C-H)以SP3和SP2的含量比例不同。
类金刚石涂层具有良好的化学稳定性和绝缘性，而且表面致密，又非晶态，没有晶界，在腐蚀介质中其本身腐蚀速度极低，具有极强的耐腐蚀性能。
膜层与基体间热膨胀系数越大，膜层间残余应力越大，严重时导致涂层从衬底表面脱落，即膜与基体结合力就越低，表达式为
δf＝ΔaΔTEf/1-Vf
δf为热应力，Δa为涂层与基体热膨胀系数之差，ΔT为沉积温度与室温之差Ef和Vf为基体张性模量和泊松比残余应为压应力。一般情况下，涂层内力，弹性模量与硬度彼此成正比，因此硬度越大，内应力越大，这样涂层厚度与硬度之间有相反的关系。为了获得最大涂层厚度，第一要保证涂层与衬底间具有良好的结合力，通过预处理，如抛光、研磨、化学清洗和Ar离子和高能离子轰击衬底。第二添加碳化物过渡层或制成结构或成分梯度层，释放内应力。第三可以制成多层结构，利用界面或韧性相释放内应力，采用基体/Ti/TiN/TicN/TiC/DLC梯度过渡结合力优异。
图2是Ti-DLC/S截面TEM图，可以明显观察到Si→Ti→DLC，可以清楚地分辨出过渡层1-3，Ti层厚度极少，分辨不出来，掺杂Ti的DLC膜层4-9层总厚约为2.9μm，4-9层界面可分辨结合良好。
本发明还提供了一种铝合金表面镀掺钛类金刚石(Ti-DLC)膜层的工艺，通入99.99％的高纯氩及99.99％的高纯甲烷。轮毂用铝合金分别用金属清洗液清洗，烘干后放进真空室，抽真空至5×10-3Pa，通氩气至5×10-1Pa，用离子源结合偏压溅射清洗样片表面；沉积时真空度为3×10-1Pa，离子源离化甲烷成碳离子在试样上沉积DLC膜，同时利用磁控溅射制备过渡层及实现掺杂。
Claims (2)
1.铝合金表面掺钛类金刚石膜，其特征在于：其结构为铝基体→Ti底层→TiN层→Tic过渡层→Ti+类金刚石层→类金刚石层。
2.铝合金表面镀掺钛类金刚石(Ti-DLC)膜层的制备工艺，其特征在于：通入99.99％的高纯氩及99.99％的高纯甲烷。轮毂用铝合金分别用金属清洗液清洗，烘干后放进真空室，抽真空至5×10-3Pa，通氩气至5×10-1Pa，用离子源结合偏压溅射清洗样片表面；沉积时真空度为3×10-1Pa，离子源离化甲烷成碳离子在试样上沉积DLC膜，同时利用磁控溅射制备过渡层及实现掺杂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103096556A CN101876053A (zh) | 2009-11-13 | 2009-11-13 | 铝合金表面掺钛类金刚石膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009103096556A CN101876053A (zh) | 2009-11-13 | 2009-11-13 | 铝合金表面掺钛类金刚石膜及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101876053A true CN101876053A (zh) | 2010-11-03 |
Family
ID=43018732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009103096556A Pending CN101876053A (zh) | 2009-11-13 | 2009-11-13 | 铝合金表面掺钛类金刚石膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101876053A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102465251A (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 被覆件及其制造方法 |
| CN104073762A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-01 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种提高射频消融治疗针表面光滑度的方法 |
| CN105385999A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-09 | 哈尔滨工业大学 | 延长镜头模具钢循环使用寿命的方法 |
| CN107083551A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-08-22 | 广东工业大学 | 一种三元掺杂纳米复合多层类金刚石涂层及其制备方法和应用 |
| CN107287571A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-10-24 | 维达力实业(深圳)有限公司 | 类金刚石薄膜 |
| CN108909088A (zh) * | 2016-11-16 | 2018-11-30 | 苏州大学 | 基于磁控溅射类金刚石碳膜的铝合金及其应用 |
| CN109082647A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-12-25 | 北京航空航天大学 | 铝合金表面dlc防护薄膜制备方法 |
| CN110060887A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-26 | 广东省新材料研究所 | 一种铝电解电容器封口针及其制备方法 |
| CN111088478A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-01 | 季华实验室 | 一种超硬dlc涂层、铝合金、制备装备及制备方法 |
| CN113278919A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 南京理工大学 | 运用在人工关节表面的TiN/DLC多层复合薄膜的制备方法 |
-
2009
- 2009-11-13 CN CN2009103096556A patent/CN101876053A/zh active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102465251B (zh) * | 2010-11-19 | 2014-08-20 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 被覆件及其制造方法 |
| CN102465251A (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 被覆件及其制造方法 |
| CN104073762A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-10-01 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种提高射频消融治疗针表面光滑度的方法 |
| CN104073762B (zh) * | 2014-06-23 | 2016-09-14 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种提高射频消融治疗针表面光滑度的方法 |
| CN105385999B (zh) * | 2015-11-25 | 2018-03-30 | 哈尔滨工业大学 | 延长镜头模具钢循环使用寿命的方法 |
| CN105385999A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-09 | 哈尔滨工业大学 | 延长镜头模具钢循环使用寿命的方法 |
| CN108909088A (zh) * | 2016-11-16 | 2018-11-30 | 苏州大学 | 基于磁控溅射类金刚石碳膜的铝合金及其应用 |
| CN108909088B (zh) * | 2016-11-16 | 2020-05-05 | 苏州大学 | 基于磁控溅射类金刚石碳膜的铝合金及其应用 |
| CN107083551A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-08-22 | 广东工业大学 | 一种三元掺杂纳米复合多层类金刚石涂层及其制备方法和应用 |
| CN107083551B (zh) * | 2017-03-10 | 2019-06-11 | 广东工业大学 | 一种三元掺杂纳米复合多层类金刚石涂层及其制备方法和应用 |
| CN107287571A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-10-24 | 维达力实业(深圳)有限公司 | 类金刚石薄膜 |
| CN107287571B (zh) * | 2017-07-17 | 2019-11-12 | 维达力实业(深圳)有限公司 | 类金刚石薄膜 |
| CN109082647A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-12-25 | 北京航空航天大学 | 铝合金表面dlc防护薄膜制备方法 |
| CN110060887A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-26 | 广东省新材料研究所 | 一种铝电解电容器封口针及其制备方法 |
| CN110060887B (zh) * | 2019-04-16 | 2021-08-13 | 广东省新材料研究所 | 一种铝电解电容器封口针及其制备方法 |
| CN111088478A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-01 | 季华实验室 | 一种超硬dlc涂层、铝合金、制备装备及制备方法 |
| CN113278919A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 南京理工大学 | 运用在人工关节表面的TiN/DLC多层复合薄膜的制备方法 |
| CN113278919B (zh) * | 2020-02-20 | 2022-10-21 | 南京理工大学 | 运用在人工关节表面的TiN/DLC多层复合薄膜的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101876053A (zh) | 铝合金表面掺钛类金刚石膜及其制备方法 | |
| CN103898445B (zh) | 一种多层AlCrN切削刀具涂层及其制备方法 | |
| CN104928638A (zh) | 一种AlCrSiN基多层纳米复合刀具涂层及其制备方法 | |
| US8541101B2 (en) | Coating, article coated with coating, and method for manufacturing article | |
| CN105296949B (zh) | 一种具有超高硬度的纳米结构涂层及其制备方法 | |
| CN107022740A (zh) | 一种超硬多层复合类金刚石涂层及其制备方法 | |
| CN107587133B (zh) | 一种钨探针复合类金刚石涂层及其制备方法 | |
| CN104325738B (zh) | 一种冷轧圆盘飞剪的硬质涂层及其制备方法 | |
| CN111910159B (zh) | 一种纳米晶非晶复合涂层及其制备方法与刀具 | |
| US8372524B2 (en) | Coated article | |
| EP1548146A1 (en) | Method of coating a cutting tool | |
| CN104029435B (zh) | 一种具有高硬度和低摩擦系数的NbN/WS2多层涂层及其制备方法 | |
| Cao et al. | Microstructure, mechanical and tribological properties of multilayer TiAl/TiAlN coatings on Al alloys by FCVA technology | |
| CN110423989A (zh) | 一种低残余应力的硬质类金刚石薄膜的制备方法 | |
| CN109097743A (zh) | 一种超硬W-Cr-Al-Ti-N纳米梯度多层膜及其制备方法 | |
| CN103009697B (zh) | 一种自润滑梯度复合超硬膜及其制备方法 | |
| US8518534B2 (en) | Coating, article coated with coating, and method for manufacturing article | |
| CN114196914B (zh) | 一种碳化物高熵陶瓷材料、碳化物陶瓷层及其制备方法和应用 | |
| CN104152857B (zh) | 一种高硬度TiAlZrN/CrN纳米多层涂层及其制备方法 | |
| CN108396306A (zh) | 一种低温沉积硬度可控的类金刚石复合薄膜的方法 | |
| CN113235041A (zh) | 一种AlCrTiSiWMoN高熵合金氮化物涂层及其制备方法和应用 | |
| CN105441945B (zh) | 一种高硬度低摩擦系数的纳米涂层及其制备方法 | |
| Huang et al. | Effects of C content on the microstructure, mechanical and tribological properties of TiAlSiCN coatings | |
| Bauer et al. | Mechanical properties and performance of magnetron-sputtered graded diamond-like carbon films with and without metal additions | |
| CN113025979B (zh) | 一种纳米晶非晶复合涂层及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20101103 |