以cr为中间层的类石墨梯度层微观结构分析课程设计论文.docx
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以cr为中间层的类石墨梯度层微观结构分析课程设计论文
课程设计(论文)
题目:
以cr为中间层的类石墨梯度层微观结构分析
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:
引言(或绪论)、正文、结论
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写
2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档
5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
材料分析测试课程设计任务书
材料物理与化学系
材料物理
材物092
第2组
课程设计题目:
以cr为中间层的类石墨梯度层微观结构分析
课程设计内容要求:
用闭合场非平横磁控溅射方法制备类石墨中间层,并且运用xps和各种电镜分析手段分析检测该薄膜的成分、微观组织形貌、掺杂cr对其理化性质的影响。
得出结论,并完成一篇课程设计论文。
学生(签名)
2013年1月4日
材料分析测试方法课程设计评语
教师签字:
年月日
第一章前言
为适应精密制造的切削加工要求,期望刀具镀层具有小的摩擦系数,低磨损率,自润滑和高温环境下的组织稳定性.被深入研究的金刚石和类金刚石镀层是以sp3碳键结构为主,表现出非常好的摩擦学性能,已应用在刀具模具表面作为减模抗模镀层,但这两种镀层都有很高的内应力,降低了镀层与基体结构强度,导致镀层容易从基体上剥落,影响其使用寿命,此外与黑色金属之间的能媒效应,引起镀层的金刚石结构向石墨结构转化而早期失效,而且硬度高,脆性大,承载能力差,使其工业应用受到了限制。
1996年,提出了高硬度sp2碳结构的存在,很快有人发现,主要有sp2结构的碳镀层硬度可接近金刚石的硬度。
而具有石墨的导电性能,被称之为类石墨镀层。
若在glc中引入少量的ti或cr等元素,不但可保持其高硬度,低摩擦系数,低磨损率,较好地韧性极高承载能力。
在空气或水中表现出更出色的摩擦性能。
且随载荷的增加,摩擦系数还相应降低,金属铬在镀层中还具有增强韧性和抗氧化性能,明显改善镀层的综合性能。
且此掺铬类石墨镀层被认为是一种此类金刚石镀层应用前途更广阔的理想减摩抗摩镀层。
1.1类石墨镀层简介
类石墨(Graphite-LikeCarbon,GLC)镀层是以sp结构为主的高硬度碳镀层,硬度可达到20~40GPa。
GLC镀层具有良好的导电性能、适中的硬度、高承载能力、很低的摩擦系数和磨损率,而且与黑色金属接触时不存在触媒效应,可应用于电子、机械、医疗器械等行业,因而引起了材料研究者的关注。
制备GLC镀层的方法有磁控溅射法和离子束辅助磁控溅射法。
目前对GLC镀层的研究还不够深,不同的工艺沉积的镀层性能有较大差异。
1.2类石墨镀层制备技术.
采用离子束辅助磁控溅射技术,闭合场非平衡磁控溅射技术都可以制备具有适中硬度,优良摩擦性能的类石墨膜。
然而,采用离子束辅助磁控溅射技术制备的类石墨镀层在一定程度上可以通过改变膜层的组织来获得良好的性能,但却不能实现复合成分和梯度结构设计,难以获得具有优异结合性能的镀层。
在本文中,采用非平衡磁控溅射离子镀技术制备的类石墨镀层,具有成分梯度变化的复合多层结构,其中最外层工作层是含有微量的铬元素。
此种镀层结构设计,很大程度改善了镀层结合性能,且根据文献资料可知,含铬的类石墨镀层具有更好的耐磨减摩性能。
因此对于刀具模具及一些机械零部件来说,该镀层具有更好的研究价值和应用前景。
利用非平衡磁控溅射离子镀设备能够在待镀工件上沉积纳米厚度的镀层特别是适用于精密要求更严格的航空航天及精密仪器制造等行业的零部件改性。
1.3非平衡磁控溅射技术
磁控溅射离子镀是把磁控溅射技术和离子镀技术结合起来,在基体加有负偏压的磁控溅射镀膜技术。
结合了磁控溅射成膜速率高,大平面源,镀层厚度均匀等优点和离子镀过程散射性好,镀层附着力强,可镀材料广泛等优点,形成了一种新的镀膜技术,在一个装置中实现氩离子对磁控靶的大面积稳定的溅射,与此同时在工件负偏压的作用下,高能的靶材元素原子或离子在工件上发生轰击,溅射,注入及沉积过程。
磁控溅射离子镀可以在膜基界面形成界面混合层,因此可以使得镀层与基体结合良好;能使膜材与机体形成金属间化合物或固溶体,实现表面合金化。
它集合了磁控溅射技术和离子镀过程的优点,形成了一种新的镀膜技术。
磁控溅射离子镀的原理如图所示。
镀膜室抽至高真空后,冲入氩气,控制真空度在10-1----10-2pa.当基片上加400—1000v的负偏压时,在靶材和基片之间便产生辉光放电。
离化的氩离子被电场加速并轰击在基片表面,从而实现表面清洗,完成基片表面清洗后,氩离子轰击靶材表面,使靶材原子从靶材表面溅射下来,向基片迁移。
溅射原子进入等离子区与离化的惰性气体及电子发生撞,产生离化,离化的离子受到电场的加速,达到基片上最终形成膜,镀膜的前一半过程与磁控溅射相同,后一半过程与粒子镀相同。
溅射离子镀在基片上施加负偏压后,在某些情况下,基片的负偏压电场会影响平面磁控靶的正常放电。
当基片的负偏压过高或基片与被控靶的距离过近时,磁控靶的放电不稳定,甚至辉光熄灭,这时应采取相应的措施,保证磁控靶稳定工作。
而闭合场非平衡磁控溅射离子镀设备的独特之处在于该设备至少包含有两个磁控管,这样将某一磁极的磁场对于另
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