铝基合金表面室温阴极电弧沉积硬质涂层

开发一种通过在室温使用商业化的真空阴极电弧沉积（CVAD）设备使氮化物和氧化物厚涂层沉积到铝和铝基合金基材的先进工艺。过程的开发将在惰性气体离子轰击导致的表面化学反应改变的机理的基础上，该过程也可以应用在研究飞机设计和机械施工技术上。 真空阴极电弧沉积（CVAD）是目前用于生产在不同金属基材的硬质涂层的最有利的技术。通常情况下，保证涂层的附着力强，基底应加热到很高的温度（600 - 900°C）。然而，当涂层被施加到调质硬度钢和/或材料的熔化温度低，如铝或铝合金，这是不可接受的。目前，没有合适的技术，使高品质的硬质涂层室温沉积到具有低熔融温度衬底。这个项目的目的是开发一种先进的以CVAD为基础的工艺，通过使用商业化真空阴极电弧等离子体沉积，使氮化物和氧化物厚涂层沉积在铝及铝合金基材在。为了解决这个问题，建议在涂层沉积之前，通过使用低能量惰性气体离子轰击对电弧阴极和基材表面改性。这种方法将广泛的提高涂层与基材之前的附着力和致密性，以及在较低衬底温度键合的硬质涂层具有良好的力学性能。该项目设想一种新的高功率、大口径penning类型的离子源应用于工业沉积，用于金属靶离子处理。 对于金属靶离子处理工业沉积装置，轰击Ar离子和在铝基合金表面对氧的化学吸附动力学衬底温度的剂量和能量的效果同他们的表面结构和化学状态将会进行研究。 微观结构和微观形貌，表面化学和相组成（包括深入的成分分布的涂料和涂层/基体界面），化学键合状态和电子结构以及厚度和均匀性，硬度和附着力，涂层材料的耐腐蚀性和耐磨性将通过使用，如XRD，TEM，SEM，STM，AES，XPS，SIMS，EELS，LEED的各种技术进行研究制备和沉积的条件。基础研究的结果，应用实验和发展，将开辟新的有前景的硬质涂层，扩大应用领域包括铝，镁，硅和其他的轻金属基合金的机械部件