《晶態碳化鎢硬質合金薄膜室溫生長與組分漸變技術研究》是依託浙江大學，由呂建國擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：晶態碳化鎢硬質合金薄膜室溫生長與組分漸變技術研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：呂建國
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
碳化鎢（WC）作為一種硬質合金塗層，廣泛套用于軍事和民用領域。為滿足產品低溫製程需求，晶態WC薄膜室溫生長是目前亟需解決的關鍵科技難題，本項目以此為核心開展研究。利用磁控濺射方法，使用W和WC兩種靶材，以不鏽鋼等為襯底，以Ar-CH4為工作氣體，採用創新的組分漸變技術，設計W-WC梯度合金過渡層，調控工藝參數，室溫下生長晶態WC薄膜。研究薄膜的微觀結構、組分、力學性能、耐蝕性能、耐高溫/低溫特性等，探索上述性能之間的內在關係和工藝參數對性能的控制作用；闡明晶態WC梯度薄膜室溫生長的組分漸變機制，以及晶態化程度對其物理化學性能的影響規律，揭示內在機理，建立理論模型。基於實驗和理論分析，最佳化生長工藝，實現晶態WC梯度合金薄膜室溫製備，與基體附著力強，具有優良的綜合性能，拓展套用領域。本項目研究將促進WC塗層技術的新發展，為WC梯度薄膜在耐磨耐蝕和防護等領域的套用提供關鍵材料和技術。
結題摘要
碳化鎢（WC）作為一種硬質合金塗層，廣泛套用于軍事和民用領域。為滿足產品低溫製程需求，晶態WC薄膜室溫生長是目前亟需解決的關鍵科技難題，本項目以此為核心開展研究。利用磁控濺射方法，使用W和WC兩種靶材，以不鏽鋼為襯底，以Ar-CH4為工作氣體，採用創新的組分漸變技術，設計W-WC梯度合金過渡層，調控工藝參數，室溫下生長出晶態WC薄膜。研究了薄膜的微觀結構、組分、力學性能、光學性能和電學性能等，探索上述性能之間的內在關係和工藝參數對性能的控制作用；闡明晶態WC梯度薄膜室溫生長的組分漸變機制，以及晶態化程度對其物理化學性能的影響規律，揭示內在機理，建立理論模型。本項目中，我們採用磁控濺射方法，利用緩衝層和組分漸變技術，設計出W-WC 梯度過渡層，提升WC 硬質合金薄膜的晶態化質量，實現晶態WC 薄膜室溫生長；WC 梯度薄膜為多晶態，薄膜塗層顯微硬度可達24 GPa；塗層與基體結合力高於35 N，與單層WC 薄膜相比提升50%以上；具有良好的耐磨性能。此外，我們還製備出兼具透明導電和硬質合金特性的WC薄膜。基於實驗和理論分析，我們通過創新和最佳化生長工藝，實現了具有不同性能的WC薄膜的低溫製備，具有優良的綜合性能，顯著拓展套用領域。本項目研究將促進WC薄膜技術的新發展，為WC薄膜在耐磨耐蝕、微電子等領域的套用提供關鍵材料和技術。
