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重载高温工况下PVD涂层性能优化与工程应用进展

目录

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2.1国外研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.2国内研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

重载高温工况下PVD涂层性能劣化机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1涂层与基体界面结合强度变化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2涂层微观结构与成分演变．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.2.1晶粒尺寸与形态变化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.2.2化学成分偏析与扩散．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3涂层高温抗氧化性能退化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.4涂层耐磨性与抗粘着性能下降．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.5环境因素对涂层性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

PVD涂层性能优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1新型前驱体与功能材料开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.2沉积工艺参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.2.1阴极偏压与脉冲功率控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.2.2气氛组成与压力调节．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.3涂层后处理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.3.1热处理工艺优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.3.2表面改性方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.4多元复合涂层设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.4.1硬质相与粘结相协同设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.4.2自润滑相与耐磨相复合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

重载高温工况下PVD涂层工程应用实例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

4.1涂层在航空航天领域的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

4.1.1发动机涡轮叶片防护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

4.1.2轴承及齿轮减摩耐磨强化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

4.2涂层在能源行业的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

4.2.1高温轴承与紧固件防护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

4.2.2燃气轮机部件表面强化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

4.3涂层在机械制造领域的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

4.3.1重载模具表面改性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

4.3.2高温工件减摩抗粘技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

4.4涂层应用效果评估与经济性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

5.1主要研究结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．