Nghiên cứu vi cấu trúc và cơ tính của vật liệu phủ ngoài

- B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC BÁCH KHOA HÀ NI NGUYN TH TRANG NGHIÊN CU VI CU TRÚC VÀ CƠ TÍNH CA CÁC VT LIU PH NGOÀI LUN ÁN TIN S VT LÝ K THUT HÀ NI - 2016 B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC BÁCH KHOA HÀ NI NGUYN TH TRANG NGHIÊN CU VI CU TRÚC VÀ CƠ TÍNH CA CÁC VT LIU PH NGOÀI Chuyên ngành: VT LÝ K THUT Mã s LUN ÁN TIN S VT LÝ K THUT NGI HNG DN KHOA HC: 1.
- Tt c các s liu và kt qu nghiên cu trong lun án là trung thc, chưa tng ưc ai công b trong bt k công trình nghiên cu nào khác.
- Phm Khc Hùng, nhng ngưi Thy ã tn tình hưng dn, giúp.
- và to iu kin làm vic ca B môn Vt lý tin hc, Vin Vt lý k thut, Vin ào to sau i hc Trưng i hc Bách khoa Hà Ni dành cho tôi trong sut quá trình nghiên cu, thc hin lun án.
- Cui cùng, tôi xin bày t lòng bit ơn n gia ình, ngưi thân, !ng nghip ã dành nhng tình cm, ng viên giúp.
- tôi vưt qua nhng khó khn.
- 1 Danh m#c các bng bi"u.
- 8 CHNG 1.
- TNG QUAN 1.1.Vt liu ph ngoài cng và siêu cng.
- Vt liu ph ngoài nanocomposite.
- Vt liu ph ngoài a lp !ng cu trúc và d cu trúc.
- Mt s cơ ch tng cưng.
- cng ca lp ph a lp.
- 25 CHNG 2.
- PHNG PHÁP MÔ PHNG VÀ PHNG PHÁP CH TO VT LIU PH NGOÀI 2.1.
- Phân b qu cu l' h(ng.
- Phương pháp mô phng bin dng.
- Bin dng theo mt tr#c.
- Quá trình lng ng vt liu ph ngoài.
- Thí nghim o ng sut.
- 48 CHNG 3.
- Vt liu ph ngoài CrN/AlSiN.
- Vt liu ph ngoài CrN/AlBN.
- Ch to vt liu ph ngoài CrN/AlBN.
- 56 CHNG 4.
- +nh hư,ng ca n!ng.
- Xây dng các mu CrN/AlBN/CrN.
- Xây dng các mu mô phng Si3N4.
- 114 1 DANH MC CÁC T VIT TT VÀ KÝ HIU LHPT ng lc hc phân t* HPT H!i ph#c t4nh V H, vh- Vô nh hình tt- Tinh th" PBXT Phân b xuyên tâm SPTTB S phi trí trung bình CNA Phân tích lân cn chung PBGLK Phân b góc liên kt PBBKLH Phân b bán kính l' h(ng LH L' h(ng XRD Nhiu x tia X XPS Ph( quang in t* tia X SEM Kính hi"n vi in t* quét TEM Kính hi"n vi in t* truyn qua HRTEM Kính hi"n vi in t* truyn qua có.
- phân gii cao EPMA Phân tích vi mô b)ng thit b quét u dò in t* SAED Nhiu x in t* la chn vùng SIMS Khi ph( ion th cp fcc Lp phương tâm m5t h- L#c giác 2 DANH MC CÁC BNG BIU Bng 3.1 Thành phn, chu k hai lp (Λ), t- l.
- Trang 52 Bng 3.2  cng, mô-un àn h!i, ng sut ca các lp ph a lp CrN/AlSiN.
- 54 Bng 3.3 Thành phn, kích thưc ht.
- cng, mô-un I-âng, ng sut ca vt liu ph ngoài CrAlBN ưc lng ng , các áp sut PN khác nhau và nhit.
- Ts=300 °C 58 Bng 3.4 Kích thưc ht, mô-un I-âng, ng sut ca vt liu ph ngoài CrAlBN , các nhit.
- 64 Bng 4.1 Các 5c trưng cu trúc và mô-un àn h!i Iâng ca Al1-xSixN V H: r6,7 - v trí ca -nh u tiên ca hàm PBXT g6,7(r).
- 70 Bng 4.2 Các 5c trưng cu trúc và mô-un àn h!i Iâng ca Al1-xSixN , 300 K: r6,7 - v trí ca -nh u tiên ca hàm PBXT g6,7(r).
- 76 Bng 4.3 Các 5c trưng cu trúc và mô-un àn h!i Iâng ca Al1-xSixN , 700 K: r6,7 - v trí ca -nh u tiên ca hàm PBXT g6,7(r).
- 81 Bng 4.4 Các 5c trưng cu trúc và mô-un àn h!i Iâng ca Al1-xSixN , 900 K: r6,7 - v trí ca -nh u tiên ca hàm PBXT g6,7(r).
- 82 Bng 4.5 Các h s th tương tác gia các nguyên t* Cr, Al, B và N.
- 85 Bng 4.6 5c tính cơ hc ca các h CrN/AlBN/CrN vi lp AlBN có cu trúc khác nhau: d-kích thưc ca tinh th" h-AlBN.
- 87 Bng 4.7 Các 5c trưng cu trúc cơ bn ca Si3N4 V H có mt.
- 93 Bng 4.9 T- phn các ơn v cu trúc SiNx (Six), các liên kt NSiy (Ny) và -nh chính ca PBGLK , ca Si3N4 V H có mt.
- 94 Bng 4.10 T- phn các ơn v cu trúc SiNx (Six), các liên kt NSiy (Ny) và -nh chính ca PBGLK , ca Si3N4 V H ti các nhit.
- 95 Bng 4.11 T- phn các ơn v cu trúc SiNx (Six), các liên kt NSiy (Ny) và -nh chính ca PBGLK , ca Si3N4 V H ti các nhit.
- 95 Bng 4.12 T- phn các ơn v cu trúc SiNx (Six), các liên kt NSiy (Ny) và -nh chính ca PBGLK , ca Si3N4 V H ti các nhit.
- 95 Bng 4.13 T- l Vvoid/V trong các mu Si3N4 V H có mt.
- 103 Bng 4.14 Các 5c tính cơ hc ca các mu Si3N4 V H có mt.
- 9y - ng sut chy.
- 9f - ng sut chy d:o.
- 108 Bng 4.15 Mô-un àn h!i Iâng ca các mu Si3N4 V H có mt.
- Trang 28 Hình 2.2 Mô hình tính toán gn úng Ewald Summation trong không gian hai chiu, mng tun hoàn 3x3 ưc dng lên t ô cơ s, có tâm n(0,0) [1].
- 29 Hình 2.3 Qu cu l' h(ng và s sp xp ca chúng.
- b) LH nh n)m trong LH ln (trái) và hai LH gn nhau (phi), nhng LH này ưc loi b khi h.
- 34 Hình 2.4 ưng cong ng sut-bin dng (Stress-Strain) ca SiC vô nh hình , 300 K [131].
- h thng lng ng h! quang plasma (1-Bia, 2.
- 43 Hình 3.1 Ph( nhiu x XRD ca lp ph a lp CrN/AlSiN ưc lng ng trên.
- 53 Hình 3.4 Các ưng cong chu ti-kh* ti 5c trưng ca các lp ph a lp CrN/AlSiN o b)ng phép o nano-indentation.
- Ph( nhiu x XRD ca vt liu ph ngoài CrAlBN ưc lng ng , nhit.
- 57 Hình 3.7 +nh HR-TEM và SAED ca vt liu ph ngoài CrAlBN ưc lng ng , nhit.
- 59 Hình 3.8 (a) N!ng.
- (c) D liu TOF-SIMS ca Cr, Al, B bên trong vt liu ph ngoài ưc lng ng , PN =1,33 Pa và TS =300 °C.
- cng và mô-un I-âng ca vt 61 5 liu ph ngoài CrAlBN ưc lng ng , nhit.
- Ph( nhiu x XRD ca vt liu ph ngoài CrAlBN ưc lng ng , áp sut PN=1,33 Pa và nhit.
- 63 Hình 3.11 +nh HR-TEM và SAED ca vt liu ph ngoài CrAlBN ưc lng ng , áp sut PN=1,33 Pa và nhit.
- cng và mô-un I-âng ca vt liu ph ngoài CrAlBN ưc lng ng , áp sut PN =1,33 Pa và nhit.
- 71 Hình 4.3 Các ưng cong ng sut-bin dng ca các mu Al1-xSixN V H.
- 80 Hình 4.10 +nh hư,ng ca thi gian  nhit lên t(ng nng lưng ca mu S3 80 Hình 4.11 Các ưng cong ng sut-bin dng ca các mu Al1-xSixN , nhit.
- (b) Tương quan gia nng lưng toàn phn và h)ng s mng ca h CrN, AlN và BN.
- 87 Hình 4.15 ưng cong ng sut-bin dng ca các mu CrN/AlBN/CrN.
- 91 Hình 4.18 Cu trúc mng ca mô hình M Å) g!m các ơn v cu trúc SiN3 (mu.
- 99 Hình 4.25 Hình nh trc quan phân b các qu cu l' h(ng trong mu có mt.
- 100 Hình 4.26 Hình nh trc quan phân b các qu cu l' h(ng trong mu có mt.
- 101 Hình 4.27 Hình nh trc quan phân b các qu cu l' h(ng trong mu có mt.
- 300 K: ưng lin nét bi"u din theo mô phng, ưng chm tròn bi"u din theo tính toán b)ng phương trình (4.5).
- 300 K: ưng lin nét bi"u din theo mô phng, ưng chm tròn bi"u din theo tính toán b)ng phương trình (4.6).
- 106 Hình 4.31 ưng cong ng sut - bin dng ca sáu mu Si3N4 V H có mt.
- bin dng.
- 108 Hình 4.33 ưng cong ng sut - bin dng ca 12 mu Si3N4 V H có mt.
- Lý do chn ! tài Trong thp k< va qua, vic nghiên cu mt s vt liu ph cng và siêu cng như lp ph nanocomposite g!m pha tinh th" nanô (Ti,Al)N trên nn Si3N4 vô nh hình hay lp ph có cu trúc a lp CrN/AlSiN và CrN/AlBN…vi các tính cht 5c bit như kh nng chng n mòn, chng mài mòn, chng ma sát vưt tri ã và ang ưc phát tri"n rng rãi.
- ây là nhóm vt liu có nhiu ng d#ng quan trng trong mt s l4nh vc như công ngh ch to các d#ng c# ct gt, các d#ng c# chng ma sát hay trong các ngành công nghip như công nghip ô tô ho5c công nghip hàng không….
- Trong ó, các lp vt liu Si3N4, AlSiN, AlBN óng vai trò quan trng trong vic tng cưng cơ tính ca các vt liu ph.
- Nhng hi"u bit v cu trúc, c=ng như cơ tính hay các yu t nh hư,ng n cơ tính ca chúng là ht sc quan trng trong vic thit k, ch to các vt liu ph có các tính cht ưu vit hơn.
- v cu trúc, cơ tính c=ng như cơ ch tng cưng cơ tính cn ưc làm sáng t.
- cao ho5c s thay (i ca cu trúc khi chu ti trng ln, nh hư,ng ca nhit.
- Xut phát t nhng nguyên nhân k" trên.
- tài có s k tha các kt qu thc nghim và ưc thc hin b)ng phương pháp mô phng.
- Các vt liu ph a lp này ã ưc các cng s trong nhóm ch to ti phòng thí nghim b m5t tiên tin, trưng i hc Ulsan, Hàn Quc.
- Kt qu phân tích các d liu này cho thy n!ng.
- Tuy nhiên, làm sáng t s tng cưng cơ tính ca các lp ph trên b)ng thc nghim là mt nhim v# ht sc khó khn.
- Do ó trên cơ s, các kt qu thc nghim ã nhn ưc, ý tư,ng s* d#ng phương pháp mô phng.
- gii thích rõ cơ ch tng cưng 9 cơ tính ca lp AlSiN trong vt liu ph a lp CrN/AlSiN, c=ng như cơ ch tng cưng cơ tính ca h CrN/AlBN/CrN khi nguyên t* B khuch tán vào tinh th" AlN trong lp AlBN ưc hình thành và thc hin.
- !ng thi, c=ng b)ng phương pháp mô phng, lun án tin hành làm rõ hơn bc tranh v cu trúc vi mô và cơ ch tng cưng cơ tính ca h Si3N4 V H, mt trong hai pha cu thành nên vt liu ph ngoài nanocomposite.
- M"c ích, i t#$ng và ph%m vi nghiên c&u i tưng nghiên cu ca lun án là vt liu ph ngoài CrN/AlSiN và lp vt liu AlSiN, vt liu ph ngoài CrN/AlBN và h CrN/AlBN/CrN, h Si3N4 , trng thái V H.
- sau ây: 1) +nh hư,ng ca n!ng.
- 3) Mi liên h gia các 5c trưng cu trúc và cơ tính ca Si3N4 V H c=ng như s thay (i cu trúc vi mô ca h khi chu ti trng ln.
- Ph#ơng pháp nghiên c&u Phương pháp lng ng h! quang plasma và các phương pháp phân tích vt liu ph ngoài: XRD, SEM, TEM, EPMA, XPS, SIMS, o.
- mòn, o ng sut.
- Phương pháp mô phng LHPT, mô phng HPT, các phương pháp phân tích vi cu trúc thông qua hàm PBXT.
- xác nh th" tích ca các qu cu l' h(ng.
- Ý ngh(a khoa hc và th)c ti*n c+a ! tài Lun án cung cp các thông tin v nh hư,ng ca n!ng

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt