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AlN/TiAlN多层涂层的微结构、力学性能、热性能及耐蚀性能研究

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AlN/TiAlN多层涂层的微结构、力学性能、热性能及耐蚀性能研究

作者：王北川中南大学

学位级别：硕士

TiAlN涂层因其良好的热稳定性和较高的硬度被广泛用于切削刀具涂层。然而其抗氧化性能亟待改善以满足日益严苛的材料加工要求。本工作系统地研究了不同Al含量的TiAlN涂层的结构及硬度、热性能(包括热稳定性和抗氧化性)和耐腐蚀性能。并... 详细信息

TiAlN涂层因其良好的热稳定性和较高的硬度被广泛用于切削刀具涂层。然而其抗氧化性能亟待改善以满足日益严苛的材料加工要求。本工作系统地研究了不同Al含量的TiAlN涂层的结构及硬度、热性能(包括热稳定性和抗氧化性)和耐腐蚀性能。并在TiAlN单层涂层已有的研究基础上,设计和制备了AlN/TiAlN多层涂层,让原本为纤锌矿六方结构的w-AlN在面心立方结构的TiAlN上共格外延生长(即模板效应),进一步提升了TiAlN涂层的各项性能,并探究了AlN插入层和模板层Al含量对多层涂层的影响。实验结果完善了TiAlN涂层的基本性能探究,详细对比了TiAlN涂层成分与结构和性能的关系;同时,为研究多层涂层模板效应提供了新的方向。主要结论如下:(1)TiN、TiAlN、TiAlN和TiAlN均呈单相面心立方结构,Al掺杂引起的固溶强化效应使得涂层硬度从TiN的～26.4 GPa提高到TiAlN、TiAlN和TiAlN的～28.6GPa、～30.5 GPa和～32.7 GPa。Al元素的添加促进了涂层的热分解过程。TiAlN涂层的抗氧化性随Al含量增加呈现先升高后略微降低的趋势,其中TiAlN涂层具有最优的抗氧化性。另外,Al的加入降低了TiN涂层的耐蚀性能,但是含Al涂层耐蚀性随Al含量增加而上升。(2)多层涂层的模板效应使得六方纤锌矿结构的AlN沿立方结构的TiN和TiAlN共格外延生长,制得单相面心立方的AlN/TiN和AlN/TiAlN涂层,硬度分别提高到～30.5 GPa和～31.4 GPa。而AlN/TiAlN涂层因难以形成共格界面而呈现立方与六方的双相结构,硬度降低到～24.2 GPa。AlN促进了AlN/TiAlN多层涂层热分解过程中的调幅分解以及六方AlN稳定相的形成。多层涂层的抗氧化性与模板层TiAlN的Al含量密切相关,同时,AlN提高了涂层的抗氧化性。经850℃,10 h氧化后,AlN/TiAlN氧化膜厚度为～2.5μm,低于AlN/TiAlN的～3.5μm。AlN/TiAlN表现出了最为优异的耐蚀性能。图42幅,表10个,参考文献129篇

关键词： TiAlN涂层 AlN/TiAlN多层涂层硬度热性能耐腐蚀性

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Al含量对TiAlN涂层结构及性能的影响

表面技术 2022年第2期51卷 29-38页

作者：王北川陈利中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 株洲钻石切削刀具股份有限公司湖南株洲412007

目的系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。方法利用阴极弧蒸发技术,采用Ti、Ti_(50)Al_(50)、Ti_(40)Al_(60)和Ti_(33)Al_(67)靶材制备出4种Ti_(1‒x)Al_(x)N涂层。分别利用能量色散X射线... 详细信息

目的系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。方法利用阴极弧蒸发技术,采用Ti、Ti_(50)Al_(50)、Ti_(40)Al_(60)和Ti_(33)Al_(67)靶材制备出4种Ti_(1‒x)Al_(x)N涂层。分别利用能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪、热重分析仪(TGA)和以及电化学工作站,分析了涂层的成分、微观结构、力学性能、热稳定性、抗氧化性和耐蚀性。结果4种Ti_(1‒x)Al_(x)N涂层均为面心立方结构,硬度由TiN的~26.4 GPa上升到Ti_(0.38)Al_(0.62)N的~32.7 GPa。Ti_(0.55)Al_(0.45)N和Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层在1100℃退火后,可检测到六方铅锌矿结构(w-)AlN相,而Ti_(0.38)Al_(0.62)N涂层在1000℃退火后便可检测到w-AlN相。Ti_(0.55)Al_(0.45)N和Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层的硬度在900℃退火后达到最高值,分别为~32.8 GPa和~33.3 GPa;而Ti_(0.38)Al_(0.62)N涂层的硬度在800℃时达到最高值,为~36.2 GPa。在800℃氧化20 h后,TiN已经被完全氧化,Ti_(0.55)Al_(0.45)N、Ti_(0.44)Al_(0.56)N和Ti_(0.38)Al_(0.62)N的氧化层厚度分别为~3.5、~0.6、~0.6μm。Ti_(0.55)Al_(0.45)N、Ti_(0.44)Al_(0.56)N、Ti_(0.38)Al_(0.62)N在抛物线氧化阶段的氧化激活能分别为530.9、370、375.9 kJ/mol。TiN、Ti_(0.55)Al_(0.45)N、Ti_(0.44)Al_(0.56)N、Ti_(0.38)Al_(0.62)N涂层的极化电阻分别为4.59×10^(4)、1.97×10^(3)、3.71×10^(3)、4.42×10^(4)Ω·cm^(2)。结论x<0.62时,涂层保持单相立方结构,且晶格常数和晶粒尺寸随Al含量的增加而减小。Al含量的提高优化了TiAlN涂层的力学性能,促进了涂层的热分解。Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层具有最优的抗氧化性能。另外,Al的加入降低了TiN涂层的抗腐蚀性能,但是含Al涂层的抗腐蚀性随Al含量的增加而增大。

关键词： TiAlN涂层硬度热稳定性抗氧化性能耐腐蚀性能

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Al 含量对 TiAlN 涂层的结构及性能的影响

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表面技术 2022年

作者：王北川陈利中南大学粉末冶金国家重点实验室株洲钻石切削刀具股份有限公司

目的系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。方法利用阴极弧蒸发技术采用Ti、Ti;Al;、Ti;Al;和Ti;Al;靶材制备出四种Ti;Al;N涂层。分别利用能量色散X射线光谱仪（EDX）、X射线衍射仪（XRD）... 详细信息

目的系统研究Al含量对TiAlN涂层结构以及硬度、热稳定性、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。方法利用阴极弧蒸发技术采用Ti、Ti;Al;、Ti;Al;和Ti;Al;靶材制备出四种Ti;Al;N涂层。分别利用能量色散X射线光谱仪（EDX）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、纳米压痕仪、热重分析仪（TGA）和以及电化学工作站分析了涂层的成分、微观结构、力学性能、热稳定性、抗氧化性和耐蚀性。结果四种Ti;Al;N涂层均为面心立方结构，硬度由TiN的～26.4GPa上升到Ti;Al;N的～32.7GPa。Ti;Al;N和Ti;Al;N涂层在1100℃退火后可检测到六方铅锌矿结构（w-）AlN相，而Ti;Al;N涂层在1000℃退火后便可检测到w-AlN相。Ti;Al;N和Ti;Al;N涂层在900℃退火后达到硬度最高值～32.8GPa和～33.3GPa，而Ti;Al;N涂层在800;达到硬度最高值～36.2GPa。在800℃氧化20h后，TiN已经被完全氧化，Ti;Al;N、Ti;Al;N和Ti;Al;N的氧化层厚度分别为～3.5μm、～0.6μm和～0.6μm。Ti;Al;N、Ti;Al;N和Ti;Al;N在抛物线氧化阶段的氧化激活能分别为530.9kJ/mol、370kJ/mol和375.9kJ/mol。TiN、Ti;Al;N、Ti;Al;N和Ti;Al;N涂层的极化电阻分别为4.59×10;Ωcm;、1.97×10;Ωcm;、3.71×10;Ωcm;和4.42×10;Ωcm;。结论在x<0.62内，涂层保持单相立方结构，且晶格常数和晶粒尺寸随Al含量上升而下降。Al含量的提高优化了TiAlN涂层的力学性能，促进了涂层的热分解。Ti;Al;N具有最优的抗氧化性能。另外，Al的加入降低了TiN涂层的抗腐蚀性能，但是含Al涂层抗腐蚀性随Al 含量增加而上升。

关键词： TiAlN涂层硬度热稳定性抗氧化性能耐腐蚀性能

建筑工程玻璃幕墙施工技术要点及现场管理研究

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2021年第12期 0400-0402页

作者：王北川河北省保定市竞秀区富江路河北保定071000

现阶段,随着科学技术的快速发展,节能环保理念已经深入到各个行业中,人们对绿色、环保重视程度不断地升高。在社会的发展中,建筑行业发挥着重要的作用,在施工中更要融入环保理念。玻璃幕墙在建筑工程中得到了广泛的应用,因为玻璃幕墙不... 详细信息

现阶段,随着科学技术的快速发展,节能环保理念已经深入到各个行业中,人们对绿色、环保重视程度不断地升高。在社会的发展中,建筑行业发挥着重要的作用,在施工中更要融入环保理念。玻璃幕墙在建筑工程中得到了广泛的应用,因为玻璃幕墙不仅装饰性强,同时安装较为简单,是整个建筑物的外墙,可以和建筑自身融为一体。本文将分析玻璃幕墙的特点,并阐述玻璃幕墙的施工技术要点以及现场管理。

关键词：高层建筑玻璃幕墙施工技术

论《司炉》《变形记》和《判决》中的“中介形象”

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名作欣赏 2014年第21期 87-88+94页

作者：王北川中国传媒大学

从人物形象设置的角度看,《司炉》《变形记》和《判决》都是围绕着"儿子"和"父亲以及与父亲持相同意见的一方"这两组关键人物的关系建立起来的,而且在两组关键人物中间都存在着一个"中介形象"。所谓"中介形象"是指作为中间介质来联结作... 详细信息

从人物形象设置的角度看,《司炉》《变形记》和《判决》都是围绕着"儿子"和"父亲以及与父亲持相同意见的一方"这两组关键人物的关系建立起来的,而且在两组关键人物中间都存在着一个"中介形象"。所谓"中介形象"是指作为中间介质来联结作品中的关键人物,并从根本上影响关键人物之间的关系的特殊形象。他们分别是司炉、"甲虫"和格奥尔格在俄国的朋友。作为次要人物,这些形象并非作品主题所追逐的重点,却是主题得以运行、情节得以发展的触发点和动力,在作品中起到了不可或缺的作用。

关键词：卡夫卡《司炉》《变形记》《判决》统一性 “中介形象”

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论《判决》《司炉》和《变形记》的统一性

名作欣赏 2014年第18期 66-68页

作者：王北川中国传媒大学

卡夫卡曾向出版商提议将《判决》《司炉》和《变形记》这三篇创作于同一时期的作品归入一本名为《儿子们》的书中,以此来表达三者在他心中的统一性。这种统一性有两个层面。首先,三篇文章在题材和主题上是统一的,都是通过"儿子"在生活... 详细信息

卡夫卡曾向出版商提议将《判决》《司炉》和《变形记》这三篇创作于同一时期的作品归入一本名为《儿子们》的书中,以此来表达三者在他心中的统一性。这种统一性有两个层面。首先,三篇文章在题材和主题上是统一的,都是通过"儿子"在生活环境中的不寻常的经历来探寻个人生存方式的可能性;其次,卡夫卡在创作三篇文章时希望完成的写作"任务"是统一的,即凭借写作在精神世界中创造出能够指导生活的信条,从而摆脱现实生活中所陷入的困境。前一种统一性是后一种统一性得以建立的基础,但后者才是卡夫卡的艺术具有震慑人心的感染力的深层原因。

关键词：卡夫卡《判决》《司炉》《变形记》统一性

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树脂基陶瓷光学性能影响因素的研究进展

口腔颌面修复学杂志 2023年第4期24卷 308-312页

作者：王北川罗祎陈筑遵义医科大学口腔医学院贵阳市口腔医院遵义563000

树脂基陶瓷是一种由大量无机填料及少量树脂基质组成的新型可切削材料,其结合了树脂的韧性及陶瓷的硬度,有着独特的机械性能,近些年来在口腔固定修复中的应用越来越广泛。树脂基陶瓷可分为树脂纳米陶瓷和树脂渗透陶瓷。不同类型的树脂... 详细信息

树脂基陶瓷是一种由大量无机填料及少量树脂基质组成的新型可切削材料,其结合了树脂的韧性及陶瓷的硬度,有着独特的机械性能,近些年来在口腔固定修复中的应用越来越广泛。树脂基陶瓷可分为树脂纳米陶瓷和树脂渗透陶瓷。不同类型的树脂基陶瓷由于材料组成及结构的区别,颜色和透光率有着较大的差异。在实际应用中树脂基陶瓷的光学性能还会受到多种因素例如:修复体厚度、表面处理方式、粘接剂颜色、基牙颜色、抛光及上釉等因素的影响。随着人们对口腔修复美学需求的日益增长,修复体的光学性能越来越受到重视,深入了解树脂基陶瓷的光学性能对于临床工作有着重要的意义。本文将根据现有文献分析树脂基陶瓷光学性能的影响因素,为临床工作提供一定的指导。

关键词：树脂基陶瓷固定修复透光率颜色光学性能美学

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略论夏加尔的飞散性

安徽文学(下半月) 2014年第7期 91-92页

作者：王北川中国传媒大学艺术研究院

夏加尔的艺术浸润于其多元文化背景之中。面对异质的文化和思想,夏加尔不仅对自己的故乡文化和艺术个性具有充分的自觉,并且主动地把自己放置到跨民族、跨边界的关联当中。因而无论是出于文化层面的考量,还是仅限艺术层面的分析,夏加尔... 详细信息

夏加尔的艺术浸润于其多元文化背景之中。面对异质的文化和思想,夏加尔不仅对自己的故乡文化和艺术个性具有充分的自觉,并且主动地把自己放置到跨民族、跨边界的关联当中。因而无论是出于文化层面的考量,还是仅限艺术层面的分析,夏加尔的身上都带有明显的飞散特征。夏加尔带着"根"旅行,在世界中发现家园;他在艺术上既"无主义"又博采众长,成就了自己独特并影响广泛的艺术风格。

关键词：夏加尔飞散差异跨

从“叶子”到“甲虫”——论卡夫卡表达的精确性

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保定学院学报 2014年第3期27卷 93-97页

作者：王北川中国传媒大学艺术研究院北京100024

卡夫卡艺术创作的一个重要特点是"表达的精确性",其依赖于两个关键因素——个性化的叙述方式和突破性的意象选择——的协同合作。卡夫卡将"现实与幻想"组合成昆德拉所说的"定义性的比喻",从而精确地揭示出他难以明言的内心体验。《变形... 详细信息

卡夫卡艺术创作的一个重要特点是"表达的精确性",其依赖于两个关键因素——个性化的叙述方式和突破性的意象选择——的协同合作。卡夫卡将"现实与幻想"组合成昆德拉所说的"定义性的比喻",从而精确地揭示出他难以明言的内心体验。《变形记》的人变"虫"就是利用"虫"的意象来对一种特定的人物状态下定义,是卡夫卡准确地把握"格里高尔"的最佳也是唯一的方式。

关键词：卡夫卡意象选择表达的精确性日记随笔《变形记》

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