Tóm tắt luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng tính chất của màng phủ nitrua trên nền hợp kim cứng WC-Co bằng phương pháp phún xạ magnetron

Mục tiêu của đề tài là Chế tạo và đặc trưng được tính chất của màng phủ cứng nitrua đơn lớp – đa nguyên tố (TiAlXN (X: Si, B, V) và đa lớp – đa nguyên tố TiAlXN/CrN (X: Si, B) có độ cứng cao, hệ số ma sát thấp; tìm và khảo sát được ảnh hưởng của các thông số chính quyết định đến tính chất của các loại màng phủ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng tính chất của màng phủ nitrua trên nền hợp kim cứng WC-Co bằng phương pháp phún xạ magnetronBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------------- LƯƠNG VĂN ĐƯƠNGNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA MÀNG PHỦ NITRUA TRÊN NỀN HỢP KIM CỨNG WC-Co BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ MAGNETRON Chuyên ngành: Kim loại học Mã số: 9.44.01.29 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2019Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Người hướng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Đoàn Đình PhươngNgười hướng dẫn khoa học 2: GS. TS. Phan Ngọc MinhPhản biện 1: …Phản biện 2: …Phản biện 3: ….Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấpHọc viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâmKhoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng… năm 201….Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của luận án Trong công nghiệp, sự mài mòn và ăn mòn là nguyên nhângây mất mát năng lượng và tổn hao vật liệu, làm giảm hiệu suất làmviệc và tuổi thọ cho các dụng cụ cắt gọt và các chi tiết máy. Theothống kê ở các nước phát triển, khoảng 30 % năng lượng vận hành bịtổn hao đi do vấn đề ma sát. Với những nước có nền công nghiệpphát triển cao thì sự mất mát do ma sát và mài mòn chiếm từ 1-2 %tổng sản phẩm quốc gia. Do đó, việc nghiên cứu chế tạo và phát triểncác loại màng phủ có các đặc tính tốt như: độ cứng cao, hệ số ma sátthấp, chịu ăn mòn và bền nhiệt đang là vấn đề cấp thiết trong côngnghiệp hiện đại [1]. Trải qua vài thập kỷ, nhiều loại màng phủ có các tính năngkhác nhau đã được nghiên cứu chế tạo, từ những loại màng đơn lớp,đơn nguyên tố TiN [2-3], TiC [4-6], CrN [7-9] cho đến những loạimàng đơn lớp đa nguyên tố TiAlN [10-11], TiAlSiN [12], TiAlBN[13]. Thêm vào đó, việc nghiên cứu chế tạo màng đa lớp TiN/CrN[14], TiAlN/CrN [15]… nhằm kết hợp các đặc tính tốt của mỗi màngđơn lớp cũng được nghiên cứu phát triển đồng thời. Để tạo ra cácloại màng phủ này, các phương pháp như: lắng đọng pha hơi vật lý(PVD), lắng đọng pha hơi hóa học (CVD) và phương pháp hóa lý…đã được sử dụng. Tuy nhiên, phương pháp PVD được sử dụng phổbiến hơn cả vì đây là phương pháp cho hiệu suất cao, khả năng bámdính tốt, mật độ màng cao và có thể phủ lên các chi tiết có kích thướclớn. Tại Việt Nam, nghiên cứu chế tạo màng phủ cứng nitrua đãthu hút được sự quan tâm của nhiều nhóm nghiên cứu cả về côngnghệ chế tạo lẫn ứng dụng trong một số cơ sở nghiên cứu như: 1Trường đại học Bách khoa Hà Nội, Trường đại học Khoa học tựnhiên, ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh, Viện nghiên cứu Cơ khí…Các nghiên cứu này tập trung nghiên cứu chế tạo màng đơn lớp đơnnguyên tố như: TiN, CrN…[16-17] hoặc màng đa lớp đơn nguyên tốnhư: TiN/TiCN [18], TiN/CrN [19]… Có thể thấy rằng, hầu hết cácnghiên cứu ở Việt Nam mới chỉ tập trung nghiên cứu màng nitruađơn nguyên tố (sử dụng các bia phún xạ có sẵn trên thị trường), chưachế tạo được màng nitrua đa nguyên tố, do không thể tự chế tạo đượcbia phún xạ nhiều thành phần. Vì chỉ chế tạo màng nitrua đơnnguyên tố, nên phạm vi ứng dụng của các nghiên cứu này rất hạnchế. Từ năm 2013 đến nay, Viện Khoa học vật liệu kết hợp vớiViện Công nghệ Công nghiệp Hàn Quốc (Korea Institute ofIndustrial Technology - KITECH) đã triển khai một số nghiên cứuchung về chế tạo các loại màng phủ nitrua đa nguyên tố trên nền hợpkim WC-Co. Trong đó bao gồm cả việc nghiên cứu chế tạo bia phúnxạ đa nguyên tố, làm cơ sở cho việc nghiên cứu màng nitrua đanguyên tố. Dựa vào các vấn đề đã trình bày ở trên, với mong muốn tạo racác loại màng phủ cứng nitrua có độ cứng cao và hệ số ma sát thấpcũng như mở rộng khả năng ứng dụng của các loại màng phủ nàytrong các ngành công nghiệp, đề tài của luận án được lựa chọn là:“Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng tính chất của màng phủ nitruatrên nền hợp kim cứng WC-Co bằng phương pháp phún xạmagnetron”.2. Mục tiêu của luận án 2- Chế tạo và đặc trưng được tính chất của màng phủ cứng nitruađơn lớp – đa nguyên tố (TiAlXN (X: Si, B, V) và đa lớp – đa nguyêntố TiAlXN/CrN (X: Si, B) có độ cứng cao, hệ số ma sát thấp.- Tìm và khảo sát được ảnh hưởng của các thông số chính quyếtđịnh đến tính chất của các loại màng phủ.3. Nội dung của luận án - Tổng quan tình hình nghiên cứu màng phủ nitrua đơn lớpvà đa lớp tại Việt Nam và trên thế giới. - Giới thiệu các phương pháp chế tạo màng và cơ chế hìnhthành và phát triển màng. - Nghiên cứu chế tạo màng phủ nitrua đơn lớp TiAlXN (X:Si, B,V) bằng phương pháp phún xạ magnetron, trong đó: + Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số cơ bản như côngsuất phún xạ, áp suất phún xạ, khoảng cách giữa bia và đế đến độcứng của màng phủ + Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng khí N2 đến đặc trưngtính chất của màng đơn lớp - Nghiên cứu chế tạo màng phủ nitrua đa lớp TiAlXN/CrN(X:Si, B) bằng phương pháp phún xạ magnetron và các đặc trưngtính chất của màng phủ đa lớp.Các kết quả chính của luận án đạt được- Đã chế tạo thành công màng phủ cứng đơn lớp – đa nguyên tốTiAlXN (X:Si, B, V) và đa lớp – đa nguyên tố TiAlXN/CrN (X: Si,B) trên nền hợp kim cứng WC-Co bằng công nghệ phún xạmagnetron.- Đối với màng phủ cứng đơn lớp, đã khảo sát ảnh hưởng của lưulượng dòng khí N2 đến các tính chất của 3 loại màng TiAlXN sửdụng hệ bia Ti50Al40X10 (X:Si, B, V). Cụ thể, đã xác định được lưu 3lượng dòn ...