【实验】PCVD生长的复合氮化硼保护膜能经得住淬火吗

使用PCVD方法,可以在钢铁表面生成一层陶瓷保护膜,生成了这层保护膜可以极大的增强钢铁的耐磨耐腐蚀能力,也能减小摩擦。一个问题出现了,如果想要对处理过的材料,进行淬火等激烈的热处理,是不是会由于热应力等原因损坏这次薄膜,如果会,那么会以什么样的形式损坏。这次实验要搞清楚的就是这个问题


首先在一片30*30的304不锈钢片上制备一层复合氮化硼薄膜,厚约3µm,效果如图


IMG_20200625_153211.jpg IMG_20200625_152843.jpg

可以清晰的看到表面由于膜发生干涉形成的彩色条纹。


用丁烷喷枪对样品加热


IMG_20200625_153409.jpg

然后放入水中淬火


IMG_20200625_153444.jpg


处理后的试样

IMG_20200625_153524.jpg

比较处理前,金属表面略微发黑,原理不明。膜保持完好,用机械方法摩擦撞击不会脱离。


表面耐磨性有下降,原本无法在表面造成划痕的螺丝刀,现在可以在表面造成微小的划痕,但比未处理的好很多(会划出非常深的划痕)


IMG_20200625_153940.jpg


总结:该陶瓷膜可以耐受住粗暴的热处理不至于脱落,但耐磨性下降,原因不明。处理后金属表面发黑,原因不明。


一种猜想,是热处理破坏了陶瓷膜的微结构,原本整体的膜上产生裂缝,但仍然黏附。金属透过缝隙被氧化

另一种猜想是高温下氧渗透进入膜,破坏了膜的化学组成。渗透过去的氧,氧化金属表面,导致发黑

来自:晶体培育 / 等离子体气相沉积
3
2020-6-25 16:42:30
1楼

支持第一种猜想

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2020-6-25 16:53:32
2楼

我提出一个可能是业余的检测设想把,陶瓷膜单独做出来用热处理的方式处理按两种方式冷却:自然冷却和入液冷却两种在和不处理的陶瓷膜做硬度对比

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3楼

需要一把CBN螺丝刀。。。

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2020-06-26 05:29:17
4楼

我比较好奇你是怎么镀膜的,是自己度的还是买的成品呢😋

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kewei_9900(作者)
5楼
引用GMCC_Library发表于4楼的内容
我比较好奇你是怎么镀膜的,是自己度的还是买的成品呢😋

自己镀的

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6楼

想想NH3硼烷什么的就觉得可怕 sticker

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2020-06-27 14:46:12
kewei_9900(作者)
7楼
引用虎哥发表于6楼的内容
想想NH3硼烷什么的就觉得可怕

23333,也没办法,金刚石膜生长没有这么快,做表面处理可能啊是不够实用

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8楼

建议做个电镜,实在不行,光镜或偏光镜下也应该能发现一些问题 sticker

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2020-06-29 22:17:33
2020-6-29 22:17:33
9楼

厉害!学习了

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