摩擦过程中表面改性层发生的组织变化直接影响着材料的摩擦行为, 并且还是影响耐磨机理的一个重要因素。因此钛合金表面耐磨涂层的组织结构在摩擦磨损过程中起着重要作用。S.Zhang等给出了TiC增强Ti基复合涂层原位合成技术的新结果。结果表明, 原位生成的TiC 颗粒和基体间具有明显尖锐的界面, 并且可以使溅射出的Cr 离子通过替代反应进入到β-Ti固溶体中形成基体涂层。这种涂层在严格的不均匀条件下, 其热力学稳定性好。对钛合金而言, 碳化后的钛合金在不同工艺条件下经过合金元素的重新组合, 形成了枝晶状结构的TiC,且TiC将沿着〈001〉方向形成小面积集团, 再发展成树枝和针状结构。近几年, 人们对MoS2 / Ti 复合涂层的组织结构研究较多。N. M . Renevier的课题组研究了MoS2/ Ti涂层的相组成、分布及组织结构。微观测定结果表明:涂层形貌是致密、紧凑和非柱形的。同时分析还表明, Ti-S键合是主要的结合方式而非Ti-Ti或Ti-Mo键结合, 其表面除了有小面积的晶态MoS2外其余部分几乎都是非晶形涂层。Jiang Xu等分析了3种激光熔覆技术制备的MoS2 / TiC/Ni涂层的结构, 其中最典型的结构特征是复合涂层中含有多元硫化物相, 包括二元硫化物、三元硫化物及γ-Ni、TiC和Mo2C相。另一种减摩涂层是通过形成低熔点化合物或者析出低熔点合金元素来实现减摩作用。Liu Dao xin 等对韧而硬的Ti基CrN涂层和低摩擦系数的软质CuNiIn涂层进行了研究。分析表明:CrN、CrNiIn膜层均由结晶细致、均匀的等轴颗粒组成, 且颗粒并不一定是单个晶粒, 而是由许多更细小的晶粒组成;此外Cr-N膜存在(110)和(220)两个晶向, 随着轰击能量和束流密度的变化发生取向转化现象, 由(110)和(220)晶向向(200)转化。复合耐磨涂层能够用于提高Ti 合金的摩擦学性能, 但是它们的组织结构却复杂多变。已有不少学者致力于钛合金复合涂层组织结构和性能的研究。S.Zhang等研究了表面形成Ti5Si3和NiTi2相的BT9钛合金复合涂层的微观结构特征。XRD和EDS分析表明:β-Ti 相周围富集大量的灰黑色不规则块状相Ti5Si3,另外的白色基体相是金属间化合物NiTi,其作为复合涂层的基体组织。A.A.Voevodin等分析了Ti/TiC/DLC梯度复合涂层Ti-C系统过渡层的组织变化特点。对Ti-TiC-DLC 过渡相的分析表明:当基体温度为100℃时, 随着膜层化学成分的变化, 形成了晶形α-Ti 、TiC 和无定型DLC;当碳含量为35%时, 发生了密排六方的Ti原子向面心立方的TiC原子的梯度替代。在晶形TiC和无定型DLC的两相区内存在Ti→TiC和TiC→DLC的过渡层, 其中TiC/α-C双相区的硬度最高。
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