C3N4/TiN复合硬薄膜/氮化碳-氮化钛复合膜

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C3N4/TiN复合硬薄膜/氮化碳-氮化钛复合膜

产品：C3N4/TiN复合硬薄膜/氮化碳-氮化钛复合膜/复合硬相氮化碳(α/β-C3N4)/氮化碳改性二氧化钛亲水多孔薄膜。

摘要：

      采用中频磁控溅射和多弧辅助中频磁控溅射技术在硅片、不锈钢、速钢以及硬质合金等基体材料上制备C_3N_4涂层和C_3N_4／TiN纳米复合涂层，研究了C_3N_4涂层和C_3N_4／TiN纳米复合涂层的结构、物理性能、摩擦磨损、抗水蚀性能，相关基础研究成果在汽轮机末级叶片上得到了应用。主要结论如下：

(1)采用中频磁控溅射技术在硅片上纯C_3N_4薄膜，X射线衍射分析表明薄膜中含有α和β两种结构的C_3N_4相，其中β相是C_3N_4薄膜的主要结晶相。光电子能谱和傅立叶红外光谱分析表明，薄膜中的C、N原子比值在1．06～1．24之间，C原子主要以sp~2和sp~3两种杂化状态存在，C、N原子以C-N键为主要键合方式。

(2)研制了多弧-中频磁控溅射，在2Crl3不锈钢和速钢基体上沉积C_3N4／TiN纳米复合涂层，所制备涂层硬度40GPa，属于硬涂层。AFM和SEM分析显示多弧-中频磁控溅射制备的C_3N_4／TiN涂层表面状况、涂层与金属衬底结合牢固。

(3)通过对涂层的性能测试及热冲击试验和摩擦磨损性能测试，发现涂层硬度和附着力受基体材料影响。在涂层的热冲击试验中，2Crl3不锈钢基体上C_3N_4／TiN复合涂层抗热冲击性能，在400℃以下，涂层几乎没有变化。在550℃时，发现在涂层的表面出现氧化物。摩擦磨损试验发现随着载荷的增加，摩擦系数有逐步增加的倾向，同时涂层和对偶球的磨损也逐步增加。C_3N_4／TiN复合涂层具有的抗摩擦磨损性能。

(4)在探讨汽轮机末级叶片水蚀失效机理的基础上，研制了水蚀试验装置并对设备的基本参数进行了测试。不锈钢基体、铬铸铁、钴基合金的水蚀速率和水蚀破坏机理研究表明，研制的设备能对水蚀状况进行的，设备具有、性能稳定、等。

(5)铬铸铁、钴基合金和涂C_3N_4／TiN涂层的2Crl3不锈钢等不同材料的抗水蚀性能对比试验发现，2Crl3不锈钢基体上C_3N_4／TiN涂层的抗水蚀性能比2Crl3不锈钢基体提了将近50倍，优于目前外使用的钴基合金，比钴基合金提了3倍。

(6)2Crl3不锈钢基体上C_3N_4／TiN涂层的水蚀破坏形貌研究发现，当水滴撞击次数一定的次数后，在涂层的表面，裂纹从应力集中区域萌生，随着水滴撞击次数的增加而扩展，后导致表面一定数量的涂层脆性断裂，当表面涂层脆断剥落之后，水滴直接作用在涂层次表面上，涂层的断裂方式为逐层脆断方式。

(7)上述研究成果在电厂50MW汽轮机2Crl3不锈钢末级叶片上得到了应用，C3N4／TiN复合涂层抗水蚀性能。

产品供应列表：

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纳米碲碳复合物(nano-Te@C)

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碲化铅基块体纳米材料

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TI10-xLnxTe6碲化物

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