2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、TiAlN涂層強(qiáng)流脈沖電子束(High Current Pulsed electron Beam, HCPEB)表面處理技術(shù)的應(yīng)用引起人們的重視,但對(duì)轟擊處理后涂層的成分、晶體結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)的研究較少。本課題通過實(shí)驗(yàn)分析TiAlN涂層HCPEB前后的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化,并結(jié)合基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算研究涂層成分、晶體結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)對(duì)材料力學(xué)性能的影響。
  對(duì)TiAlN涂層進(jìn)行不同工藝參數(shù)的HCPEB處理,采用SEM

2、對(duì)處理前后涂層的表面和斷面形貌進(jìn)行觀察,并利用 EDS對(duì)其進(jìn)行成分分析。采用 XRD對(duì)轟擊前后TiAlN涂層進(jìn)行物相檢測(cè),通過X射線外標(biāo)法測(cè)量轟擊前后TiAlN的晶格常數(shù),采用2θ—sin2ψ法對(duì)HCPEB轟擊前后的TiAlN涂層殘余應(yīng)力測(cè)量,運(yùn)用納米壓痕技術(shù),對(duì) HCPEB轟擊前后的 TiAlN涂層進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)HCPEB處理后涂層中的柱狀晶晶界變得模糊甚至消失,轟擊前后涂層中 Ti、Al原子比基本不變;經(jīng)HCPEB處理

3、后沒有新物相產(chǎn)生,對(duì)比未處理TiAlN涂層的晶格常數(shù)(4.1780)經(jīng)HCPEB轟擊后晶格常數(shù)都不同程度的減小,處理后晶格常數(shù)變化從4.1627~4.1749不等;未處理涂層的殘余壓應(yīng)力為243.77 MPa,經(jīng)HCPEB轟擊后TiAlN涂層的壓應(yīng)力在90.98~532.65 MPa之間變化,而且隨著HCPEB沉積總能量的增加呈現(xiàn)升高-降低-升高-降低-再升高的趨勢(shì);未處理TiAlN涂層的納米硬度為28.174 GPa,經(jīng)HCPEB轟擊

4、后,隨著電子束沉積能量的增加呈增加趨勢(shì),工藝參數(shù)為11.6KV-80A-20 times時(shí)涂層的力學(xué)性能最好。
  第一性原理計(jì)算結(jié)果表明當(dāng)晶格常數(shù)在4.1627~4.1749變化時(shí)時(shí),NaCl型的 Ti4Al4N8可以穩(wěn)定存在。力學(xué)性能的計(jì)算結(jié)果表明,不同晶格常數(shù)下 Ti4Al4N8的楊氏模量變化規(guī)律與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,HCPEB轟擊導(dǎo)致TiAlN涂層晶格常數(shù)改變是材料的力學(xué)性能發(fā)生變化的主要原因。對(duì)Ti3AlN4模型的計(jì)算結(jié)果可知

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