多层喷射沉积论文_周长浩,叶雄,江纵横,宋皓,郑晓辉

导读:本文包含了多层喷射沉积论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:多层,硬度,颗粒,镀层,致密,电场,基底。

多层喷射沉积论文文献综述

周长浩,叶雄,江纵横,宋皓,郑晓辉[1](2017)在《喷射电沉积纳米Ni/Co多层镀层及其组织性能》一文中研究指出目前,纳米金属多层膜的研究体系和应用范围有待扩展,镀层成形机理、强化机理等方面有待深入研究。利用喷射电沉积技术制备了不同调制周期(λ)的Ni/Co纳米多层镀层,并对镀层的表面形貌与组织、显微硬度、耐磨损性能进行了测试与分析。结果表明:多层镀层各层之间有明显界限,镀层致密均匀,与低碳钢结合牢固;随着λ的减小,Ni/Co多层镀层表面越来越致密,镀层越来越平整;Ni/Co多层镀层结构的硬度和耐磨性明显优于纯Co镀层和纯Ni镀层;λ为20 nm时,Ni/Co多层镀层的硬度和耐磨损性能最好。(本文来源于《材料保护》期刊2017年11期)

郑少鹏[2](2016)在《烧结钕铁硼表面喷射电沉积多层镍试验研究》一文中研究指出作为新能源材料烧结钕铁硼磁体以其优异的磁性能,普遍应用于风电、航空、医疗、工业等领域。然而材料本身易腐蚀失效给各行业带来了巨大损失,因此在基底表面制备膜层来提高自身性能成为重要途径。喷射电沉积具有高效、稳定、可控沉积、晶粒小、操作简单、成本低等优势,通过合理控制各工艺参数(电流密度、扫描速度、PH、流量、温度),可制备出不同结构性能的膜层。本文结合3D打印技术,在喷射电沉积装置平台上,对材料本身和膜层性能方面开展了试验研究。研究的主要内容如下:(1)设计并搭建了自动化喷射电沉积装置。完成了自动控制系统、传动系统、液流循环系统、恒温加热系统和核心零部件设计,解决了以往电沉积手动控制精度低、电镀液交叉污染等问题,精确控制了喷射流量和电解液温度范围,实现稳定可控、且能自动制备厚度均匀且不同结构性能的沉积层。(2)烧结钕铁硼腐蚀机理分析。试验过程无法确认钕铁硼沉积层出现的锈迹、起皮、脱落现象,是由基底各相电位差异引起的。提出在硅表面喷射电沉积试验方案,发现电位不一硅表面沉积层出现不同程度的电解腐蚀,电位一致硅表面沉积层没有电解腐蚀,验证了基底各相电位不一确实造成了钕铁硼腐蚀失效。(3)烧结钕铁硼镍沉积层封孔工艺研究。研究表明:采用硬脂酸锌封孔工艺制备镍层平整性好、平均粒径和表面粗糙度值达到最小值12.4nm、0.241μm、在较大的膜基结合力下,有着很强的耐腐蚀性能,可在标准氯化钠溶液中抗盐雾100h。(4)对烧结钕铁硼多层镍进行试验研究。发现相同厚度多层镍性能优于单层镍。并探究了不同子层厚度对镍沉积层表面形貌、XRD表征、显微硬度、结合力、耐腐蚀之间的影响关系,对整个镍层结构进行了优化。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01)

郑少鹏,沈理达,田宗军,刘志东,徐诚[3](2015)在《电流密度对硅基底喷射电沉积Cu/Co纳米多层膜性能的影响》一文中研究指出利用喷射电沉积技术在硅基底上制备了Cu/Co多层膜。电流密度在60~180 A/dm~2范围内,利用SEM、XRD、表面粗糙度仪及硬度计等手段对多层膜的结构及性能进行了研究。结果表明:随着电流密度增大,(111)和(200)晶面择优取向度有所增强,且(111)晶面择优取向度达到60%以上,而(220)晶面择优取向度呈现出下降趋势。当电流密度达到140 A/dm~2时,多层膜表面形貌最为平整,颗粒最为细小,层状结构清晰连续,最小的表面粗糙度为0.422μm,最高的显微硬度为552.3 HV。(本文来源于《第16届全国特种加工学术会议论文集(上)》期刊2015-10-31)

徐诚,沈理达,田宗军,刘志东,马云[4](2015)在《硅基底上喷射电沉积铜/钴多层膜的结合力》一文中研究指出在硅基底上利用喷射电沉积法制备铜/钴多层膜和单层纯铜膜,研究了多层膜的形貌、多层膜和单层铜膜与基体的结合力以及划痕方向对膜基结合力的影响。结果表明:对硅基底进行抛光处理可使膜基结合力减小,粗化处理可在一定程度上提高膜基结合力;多层膜与基底的结合力大于单层铜膜与基底的结合力;当划痕方向平行于工件运动方向时,膜层中的内应力变化不均匀,很容易造成应力累积而使得临界载荷减小,从而使得膜基结合力明显小于划痕方向垂直于工件运动方向时的膜基结合力。(本文来源于《机械工程材料》期刊2015年07期)

徐诚[5](2015)在《喷射电沉积制备铜/钴多层膜工艺试验研究》一文中研究指出长期以来人们在怎样有效提高材料的性能方面进行了大量的研究,其中在基底材料表面沉积一层或者多层性质与基底材料完全不同的薄膜层是一种重要途径。纳米多层膜材料以其独特的机械、电光学和磁学等性能而受到越来越多的关注,其制备方法也不断改进和完善。一些先进的物理和化学方法也不断被成功应用到了纳米多层膜材料的制备上。综合来看,制备多层膜的方法主要有物理方法、化学方法和电化学方法这叁大类。针对现有物理方法制备纳米多层膜普遍存在的工艺过程复杂、设备要求高和成本昂贵,化学法制备薄膜厚度不均匀、镀层多孔且结合力较差而电化学方法制备工艺复杂不易实现自动化控制且所得多层膜的易氧化、溶解、磁性能不高等这些问题。本文在国家自然科学基金以及教育部博士点基金资助下,利用自行设计研制的喷射电沉积系统在常温常压环境下高效、低成本的制备了铜/钴纳米多层膜,拓展了现有多层膜电化学制备方法体系。针对硅基底喷射电沉积沉积定域性差和沉积层不均匀等问题展开了系统研究,通过采用优化喷嘴结构、改进进电等措施,部分解决了上述问题,并对铜/钴多层膜进行了测试分析。本文主要研究内容如下:(1)基于3D打印的喷嘴流场优化设计与验证。针对喷射电沉积系统中传统的长方形窄缝喷嘴流场不均匀的问题,运用FLUENT软件对喷嘴流场进行分析。将解析的结果以可视化的速度场给出,通过对其速度分布的分析,对喷嘴出口结构进行改进;采用3D打印技术(SLA)打印初步优化的出口形状的喷嘴,并进行了验证试验;(2)硅基底持续可控沉积的试验研究。由于硅特殊的半导体特性,在研究过程中经典的金属沉积的一些经验就不太适用,需要建立硅的电沉积模型。因此使用ANSYS电磁场模块从机理上研究分析电沉积时硅的电场分布,从而改进阴极工件的进电方式,使得在硅基底上沉积多层膜更加稳定和高效;(3)铜/钴多层膜微观结构及性能测试分析。在硅基底上制备几组不同参数的铜钴多层膜,研究喷射电沉积主要技术参数(电流密度和扫描速度)对多层膜表面和横截面的微观结构影响,并比较了其对硬度特性的影响,最后选取了不同电流密度下这一参数变化制备的多层膜进行XRD表征和巨磁阻(GMR)性能测试。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2015-03-01)

易笃钢[6](2014)在《多元喷射电沉积制备硅基铜/钴纳米多层膜试验研究》一文中研究指出喷射电沉积是电化学沉积的分支之一,作为一种局部高速电沉积技术,其具有热量和物质传递速率高、极限电流密度大以及沉积效率高等诸多优点,理论上可以通过合理控制电流密度及沉积时间制备出纳米金属多层膜。本文在前期金属基体表面进行多层膜研究基础上,围绕多层膜巨磁阻、介电等功能,开展了硅基表面多层膜制备研究。基于多层膜交替工艺在金属基体研究阶段已经较好的实现,本文将研究重点聚焦在了硅/多层膜界面研究,针对界面如何更好的结合开展了大量研究工作,具体如下:(1)进行了喷射流场的仿真及试验研究。对喷嘴宽度为1mm的喷嘴,采用FLUENT软件对不同喷嘴入口速度(流量)和极间距离△下的流场进行了仿真优化分析,选择喷嘴下方1mm长度的区域为研究对象,仿真结果显示当极间距离为2mm时的流场均匀性最好。在△=2mm下进行了定点喷射电沉积工艺试验,研究表明仿真分析很好的反映了电沉积现象,喷嘴入口速度为0.40m/s(Q=485L/h)时,沉积层定域性最好,并选取△=2mm,Q=485L/h时作为后续工艺试验的参数。(2)在抛光处理后的硅表面进行喷射电沉积金属铜试验研究,提出了一种制备纳米金属颗粒的新方法(申请国家发明专利),该工艺方法操作简单、经济性好、环境友好。通过SEM表征各参数下纳米金属颗粒的粒度及分布均匀性,结果表明,随着硅基表面粗糙度的减小,电沉积颗粒形状主要为理想的球形,且大小逐渐减小,均匀性也随之逐渐提高,当粗糙度达到0.023μm以下时,颗粒均落在纳米尺度范围,并且分布均匀性进一步提高;试验表明当喷射电沉积电流密度为300A/dm2,扫描速度为360mm/min时,纳米颗粒不仅大小均匀,而且分散良好。(3)从界面设计的角度,对不同粗糙度、刻蚀工艺下的硅/多层膜界面膜基结合力展开了研究。研究表明硅与金属多层膜间的附着力主要为机械力。基于此,本文采用本课题组自有硅特种加工技术(发明专利:CN101101937A),设计出一种特殊的基面铆接结构,即一种利用电火花电解复合作用硅表面后所获得的大小孔洞迭加的特殊表层形貌。与硅基刻蚀工艺对比研究表明该种特殊界面结构具有更多的机械连接点,多层膜测试研究表明,界面结合力提高2倍以上。(4)此外,本文还对电火花电解工艺下硅基Cu/Co多层膜进行了电化学耐腐蚀性能的测试分析研究。研究表明,电流密度及扫描速度对Cu/Co多层膜的耐腐蚀性影响与其对多层膜表面形貌的影响规律基本一致。电流密度的提高有利于耐腐蚀性的提高,镀铜和镀钴的电流密度分别为300A/dm2、100A/dm2时,耐腐蚀性能最好;扫描速度为360mm/min时,沉积层对硅基表面的整平作用最好,使得此时的耐腐蚀性最好。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2014-01-01)

马云[7](2013)在《硅基底喷射电沉积铜/钴多层膜的研究》一文中研究指出纳米金属多层膜材料的性能优异,在很多领域都具有广泛的应用,纳米铜/钴多层膜具有显着提高的硬度和耐磨性及优异的耐腐蚀性能,有望成为性能更为优越的保护性镀层材料。在硅表面制备功能性薄膜广泛应用于微电子线路、半导体/金属接触等场合,随着微电子技术的迅速发展,在硅表面制备具有良好性能的功能性薄膜的工艺开始引起人们的重视。喷射电沉积技术作为高速电沉积技术的一种,由于其加工成本低且具有显着提高的加工效率,同时能在一定程度上提高多层膜的性能,现在已越来越多的应用在纳米多层膜的制备中。本文利用自行设计的平动式喷射电沉积加工系统进行在硅表面喷射电沉积铜/钴纳米多层膜的工艺初探,具体的研究内容如下:(1)利用自行设计的适合于在平面上进行喷射电沉积的平动式喷射电沉积系统进行试验研究,分析制备过程中的主要影响因素以及取值范围,根据本文需要设计制备多层膜的实验方案,并利用扫面电镜、X射线衍射进行多层膜表面形貌和结构的表征,利用显微硬度计进行多层膜显微硬度的表征,利用塔菲尔曲线进行多层膜耐腐蚀性能分析,利用划痕测试法进行膜基结合力的测试。(2)对不同基底上沉积薄膜的附着方式和附着机理以及提高膜基结合力的方法进行理论研究;对在硅表面利用喷射电沉积法制备的铜/钴多层膜进行膜基结合力的划痕测试,比较不同前处理方式、单层膜与多层膜、以及划痕方向不同的情况下膜基结合力的大小。(3)对阳极的喷嘴进行流场分析,对不同宽度及流量的喷嘴进行实验研究,并对制备的多层膜的形貌以及硬度的进行表征,研究喷嘴的宽度以及流量对多层膜表面形貌以及显微硬度的影响,结合理论分析与实验结果综合确定本文研究中使用的喷嘴的宽度以及流量。(4)在硅表面制备的一系列铜/钴多层膜,分析调制波长、子层厚度以及硅基底的粗糙度对多层膜表面形貌以及耐腐蚀性能的影响;并对特定调制波长下的多层膜进行截面形貌的观察和成分分析。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2013-01-01)

贺毅强,陈志钢[8](2012)在《多层喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的研究现状与发展趋势》一文中研究指出通过多层喷射沉积技术制备颗粒增强铝基复合材料,强化了冷却效果,能获得细小均匀的显微组织,优化复合材料中增强相的分布及其与基体的结合状态。本文综述了喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的发展现状;介绍了多层喷射沉积技术的原理与工艺参数;概述了喷射沉积颗粒增强Al-Zn-Mg系、Al-Fe系与Al-Si系复合材料;并介绍喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的致密化技术,着重介绍在小吨位设备上致密大块多孔材料的楔形压制工艺、外框限制轧制、陶粒包覆轧制工艺和热压后轧制工艺;展望了喷射沉积铝基复合材料的的发展趋势,认为增强颗粒与基体界面的结合强度有待进一步提高,提出了多层喷射沉积技术将朝在可编程控制下制备组织均匀、细小且致密度高的大尺寸坯料方向发展,而致密化技术也将朝小吨位设备制备大尺寸致密材料的方向发展,认为热压和楔形压制作为预致密方式能有效提高大尺寸喷射沉积坯料的成形能力,有利于进一步成形。(本文来源于《材料科学与工程学报》期刊2012年06期)

张磊[9](2012)在《喷射电沉积制备多层膜装置设计及试验研究》一文中研究指出喷射电沉积是电化学沉积的方式之一,其具有结晶细致、选择性沉积、极限电流密度大以及沉积效率高等诸多优点,合理控制电流密度及沉积时间从理论上即可制备出纳米多层膜。结合喷射电沉积技术,本文成功地设计出能制备调制波长为十几到几百纳米的多层膜(理论上可以达到几纳米)的试验装置,且在大量工艺试验基础之上对Cu/Co多层膜的部分性能进行了研究。完成的主要工作及研究内容如下:(1)设计并构建了制备Cu/Co多层膜的试验装置,完成了运动及控制系统的设计,解决了两种电镀液交叉污染以及电镀液温度范围的精确控制等问题,能精确、平稳地控制平动速度、电镀液的入口流量以保证沉积层厚度均匀、可控,采用该装置成功地制备出调制波长可控的Cu/Co多层膜;(2)采用Fluent软件对不同距离和喷嘴入口流速(流量)下喷嘴的流场进行了仿真,发现低速区的宽度随距离的增加而增大,随流量增加呈先增后减趋势(Q=194L/h时,低速区宽度最小),仿真结果很好地反映了沉积中的实际情况,为后续喷嘴的优化设计及试验参数的选择提供了依据;(3)对Cu/Co多层膜的层结构采用SEM表征,可直观地看出两种金属交替沉积的层状结构;对表面进行了SEM观测掌握了微观形貌及表面粗糙度与工艺参数之间的关系;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行了耐腐蚀性检测,发现多层膜的耐腐蚀性明显优于纯铜和纯钴;当调制波长为27.2nm时,Cu/Co多层膜的硬度达到最大值591HV,远高于纯铜和纯钴的硬度。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2012-12-01)

马胜军[10](2012)在《多元阵列喷射电沉积制备铜/镍多层膜及其性能研究》一文中研究指出多层膜材料技术作为第叁代表面层技术,其表现出的各种特殊的性能,是整体材料和任何单一组分薄膜所不具备的。在过去的20年中,多层膜的研究成为物理学和材料科学领域相当热门的研究课题。对于多层膜的制备,目前主要有物理方法、化学方法和电化学方法,从制备工艺来看各有其局限性。本文基于喷射电沉积所具有的局部沉积特性,由单喷射单元过渡到空间阵列多喷射单元,在国内外率先提出一种“多元阵列喷射电沉积制备多层膜”的新工艺方法,这种方法有望解决现有纳米多层膜制备方法工艺过程复杂、设备昂贵等问题。本文所做的创新性工作和主要研究内容如下:(1)以原有喷射电沉积设备为基础,自主研制多元阵列喷射电沉积系统。为实现设备在制备多层膜过程中的精确控制和自动化,开发了“切换比控制器”自动控制系统。(2)利用构建的试验系统制备了一系列铜/镍多层膜,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度仪、球盘磨损以及电化学腐蚀等分析测量手段对多层膜的横截面形貌、微观组织结构和性能进行检测与分析。发现该新方法制备的铜/镍多层膜子层厚度均匀、界面明显,纳米多层膜的显微硬度和耐磨性明显高于纯铜与纯镍,当调制波长达到中间某个最优值时耐腐蚀性能最好。(3)分析研究电流密度、喷嘴尺寸、切换比等工艺参数对制备的铜/镍多层膜的调制波长和调制比的影响。(4)利用测试结果分析研究调制波长、铜子层厚度等工艺参数对所制得的铜/镍多层膜性能的影响。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2012-01-01)

多层喷射沉积论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

作为新能源材料烧结钕铁硼磁体以其优异的磁性能,普遍应用于风电、航空、医疗、工业等领域。然而材料本身易腐蚀失效给各行业带来了巨大损失,因此在基底表面制备膜层来提高自身性能成为重要途径。喷射电沉积具有高效、稳定、可控沉积、晶粒小、操作简单、成本低等优势,通过合理控制各工艺参数(电流密度、扫描速度、PH、流量、温度),可制备出不同结构性能的膜层。本文结合3D打印技术,在喷射电沉积装置平台上,对材料本身和膜层性能方面开展了试验研究。研究的主要内容如下:(1)设计并搭建了自动化喷射电沉积装置。完成了自动控制系统、传动系统、液流循环系统、恒温加热系统和核心零部件设计,解决了以往电沉积手动控制精度低、电镀液交叉污染等问题,精确控制了喷射流量和电解液温度范围,实现稳定可控、且能自动制备厚度均匀且不同结构性能的沉积层。(2)烧结钕铁硼腐蚀机理分析。试验过程无法确认钕铁硼沉积层出现的锈迹、起皮、脱落现象,是由基底各相电位差异引起的。提出在硅表面喷射电沉积试验方案,发现电位不一硅表面沉积层出现不同程度的电解腐蚀,电位一致硅表面沉积层没有电解腐蚀,验证了基底各相电位不一确实造成了钕铁硼腐蚀失效。(3)烧结钕铁硼镍沉积层封孔工艺研究。研究表明:采用硬脂酸锌封孔工艺制备镍层平整性好、平均粒径和表面粗糙度值达到最小值12.4nm、0.241μm、在较大的膜基结合力下,有着很强的耐腐蚀性能,可在标准氯化钠溶液中抗盐雾100h。(4)对烧结钕铁硼多层镍进行试验研究。发现相同厚度多层镍性能优于单层镍。并探究了不同子层厚度对镍沉积层表面形貌、XRD表征、显微硬度、结合力、耐腐蚀之间的影响关系,对整个镍层结构进行了优化。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

多层喷射沉积论文参考文献

[1].周长浩,叶雄,江纵横,宋皓,郑晓辉.喷射电沉积纳米Ni/Co多层镀层及其组织性能[J].材料保护.2017

[2].郑少鹏.烧结钕铁硼表面喷射电沉积多层镍试验研究[D].南京航空航天大学.2016

[3].郑少鹏,沈理达,田宗军,刘志东,徐诚.电流密度对硅基底喷射电沉积Cu/Co纳米多层膜性能的影响[C].第16届全国特种加工学术会议论文集(上).2015

[4].徐诚,沈理达,田宗军,刘志东,马云.硅基底上喷射电沉积铜/钴多层膜的结合力[J].机械工程材料.2015

[5].徐诚.喷射电沉积制备铜/钴多层膜工艺试验研究[D].南京航空航天大学.2015

[6].易笃钢.多元喷射电沉积制备硅基铜/钴纳米多层膜试验研究[D].南京航空航天大学.2014

[7].马云.硅基底喷射电沉积铜/钴多层膜的研究[D].南京航空航天大学.2013

[8].贺毅强,陈志钢.多层喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的研究现状与发展趋势[J].材料科学与工程学报.2012

[9].张磊.喷射电沉积制备多层膜装置设计及试验研究[D].南京航空航天大学.2012

[10].马胜军.多元阵列喷射电沉积制备铜/镍多层膜及其性能研究[D].南京航空航天大学.2012

论文知识图

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