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直流磁控溅射和高功率脉冲磁控溅射TiSiN涂层的结构与性能比较 预览
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作者 李林儒 王振玉 +4 位作者 左潇 刘林林 黄美东 柯培玲 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期70-77,共8页
目的对比研究HiPIMS和DCMS技术对涂层组织、结构与性能的影响,为不同磁控溅射技术制备硬质涂层提供理论依据与实验指导。方法在相同功率密度下,通过HiPIMS和DCMS技术分别制备TiSiN涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、... 目的对比研究HiPIMS和DCMS技术对涂层组织、结构与性能的影响,为不同磁控溅射技术制备硬质涂层提供理论依据与实验指导。方法在相同功率密度下,通过HiPIMS和DCMS技术分别制备TiSiN涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描探针显微镜(SPM)表征涂层的结构和形貌,并通过纳米压痕仪、划痕仪、UMT-3摩擦磨损试验机、电化学工作站表征涂层的力学、摩擦学和耐腐蚀性能。结果与DCMS制备的TiSiN涂层相比,HiPIMS技术所制备的涂层表面更加光滑,结构更为致密,硬度提高了10%,且应力降低了35%,呈低应力高硬度特征,涂层的韧性和结合力也明显提高,膜基结合力由DCMS涂层的40N提高至50N。同时,涂层的耐磨和耐腐蚀性能得到提升,摩擦系数降低了18%,腐蚀电流密降低了将近1个数量级。结论与DCMS相比,HiPIMS技术在制备TiSiN纳米复合涂层上具有显著优势,有效提高了涂层的综合使役性能。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 TiSiN涂层 纳米复合 低应力 高硬度
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生物基呋喃衍生物在有机涂层中的应用 预览
2
作者 彭晚军 丁纪恒 +1 位作者 陈浩 余海斌 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期42-49,共8页
随着环境保护意识的增强,减少石油基材料的使用成为社会的共识,生物基呋喃类衍生物因其独特的性质引起了研究人员的极大兴趣,其在生物基涂层、自修复涂层和光固化涂层等领域有着极大的使用潜力,但在我国尚未有成熟的研究。基于此,本文... 随着环境保护意识的增强,减少石油基材料的使用成为社会的共识,生物基呋喃类衍生物因其独特的性质引起了研究人员的极大兴趣,其在生物基涂层、自修复涂层和光固化涂层等领域有着极大的使用潜力,但在我国尚未有成熟的研究。基于此,本文对其在生物基涂层、自修复涂层和其他涂层的应用等方面进行了总结,介绍和分析了国内外呋喃类衍生物在有机涂层方面的最近研究成果,并指出目前呋喃类衍生物的大规模应用所存在的困难:生产成本的居高不下。最后对呋喃衍生物的其他应用,如呋喃甲基缩水甘油醚作为环氧涂层的活性稀释剂取代商业化的石油基活性稀释剂以及利用呋喃环的大π键非共价改性石墨烯再制备石墨烯/有机涂层复合材料等进行了分析和展望。 展开更多
关键词 呋喃类衍生物 有机涂层 自修复 生物基
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界面调控对类金刚石碳基薄膜/铜摩擦副摩擦学行为的影响 预览
3
作者 吴刊选 刘增家 +4 位作者 郑韶先 张广安 李霞 鲁志斌 蒲吉斌 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期197-205,共9页
无氢DLC/金属铜摩擦副体系摩擦系数高且不易调控,调整DLC/金属铜摩擦界面从而降低其摩擦系数是亟待解决的问题.本研究中通过制备含氢与无氢类金刚石碳基薄膜,采用试验分析与模拟计算结合的方法研究了不同氢含量碳基薄膜与铜配副的摩擦... 无氢DLC/金属铜摩擦副体系摩擦系数高且不易调控,调整DLC/金属铜摩擦界面从而降低其摩擦系数是亟待解决的问题.本研究中通过制备含氢与无氢类金刚石碳基薄膜,采用试验分析与模拟计算结合的方法研究了不同氢含量碳基薄膜与铜配副的摩擦学特性并讨论了氢原子在摩擦界面对改善摩擦学性能所起的作用.结果表明:摩擦界面的结构特性对于类金刚石碳基薄膜/铜配副体系摩擦学性能有非常重要的影响,氢原子可以通过减小摩擦副之间的黏着从而起到调节摩擦界面的作用.通过向DLC中掺杂氢等钝化元素可有效调控界面处的相互作用从而调控体系摩擦学性能.本研究方法为降低DLC/铜摩擦副体系摩擦系数提供参考. 展开更多
关键词 类金刚石碳基薄膜 调节 摩擦界面 黏着
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电弧复合磁控溅射结合热退火制备Ti2AlC涂层
4
作者 李文涛 王振玉 +3 位作者 张栋 潘建国 柯培玲 汪爱英 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期647-656,共10页
利用电弧复合磁控溅射技术制备不同Ti/Al比的Ti-Al-C涂层,结合后续的退火处理制备Ti2AlC相涂层。利用SEM、EDS、XRD、Raman光谱仪和TEM等研究了Ti/Al比及退火温度对退火后Ti-Al-C涂层的相和微观结构的影响。结果表明,Ti-Al-C沉积态涂层... 利用电弧复合磁控溅射技术制备不同Ti/Al比的Ti-Al-C涂层,结合后续的退火处理制备Ti2AlC相涂层。利用SEM、EDS、XRD、Raman光谱仪和TEM等研究了Ti/Al比及退火温度对退火后Ti-Al-C涂层的相和微观结构的影响。结果表明,Ti-Al-C沉积态涂层为富Al层和TiCx层交替堆垛的多层结构,涂层表面大颗粒较少且结构致密。Ti/Al比对退火后涂层中的相结构有重要的影响:当Ti/Al比为2.04时,退火后涂层中Ti2AlC的纯度和结晶度最高;Ti/Al比过高(3.06)时,退火后涂层中形成TiC和Ti3AlC杂质相,而低Ti/Al比(0.54)则大幅度降低Ti2AlC相的纯度和结晶度。同时,退火温度很大程度影响Ti2AlC相的形成,当沉积态涂层中Ti/Al比为2.38时,Ti2AlC相涂层形成的最佳退火温度为750℃,偏低的退火温度(600℃)下,原子不能充分扩散,难以形成211结构的Ti2AlC相,而退火温度过高时(900℃)涂层中存在较多的TiC、TiAlx等杂质相。 展开更多
关键词 电磁复合磁控溅射 TI2ALC Ti-Al-C涂层 Ti/Al比 退火温度
N含量对ZrCuAl(N)涂层结构及抗腐蚀性能的影响 预览
5
作者 吴玉美 葛芳芳 +1 位作者 黄峰 王刚 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期53-62,共10页
采用磁控溅射方法在ZrCuAl非晶涂层中掺杂不同含量N,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等对涂层的显微结构进行表征,采用纳米压痕仪、显微硬度仪、划痕仪评估涂层的力学性能,通过极化试验评估涂层的抗腐... 采用磁控溅射方法在ZrCuAl非晶涂层中掺杂不同含量N,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等对涂层的显微结构进行表征,采用纳米压痕仪、显微硬度仪、划痕仪评估涂层的力学性能,通过极化试验评估涂层的抗腐蚀性能。结果表明,N掺杂可将涂层的硬度提高约3倍,弹性模量提高约2倍,结合力从1.51 N增加到22.76 N,但涂层的韧性有所下降。同时,N掺杂可使涂层发生钝化现象,提高涂层的耐腐蚀能力。当掺杂N原子数分数为35.8%时,涂层经极化试验后无点蚀现象,表面保持良好的形貌,无腐蚀迹象。因此,一定含量的N掺杂能同时提高Zr基非晶涂层的力学性能和耐蚀能力。 展开更多
关键词 N含量 ZrCuAl(N)涂层 磁控溅射 力学性能 耐蚀性 钝化
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调制比对多层DLC涂层摩擦及电化学行为的影响 被引量:1
6
作者 崔明君 任思明 +3 位作者 樊小强 张广安 王立平 薛群基 《机械工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期25-31,共7页
研究调制比对多层类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)涂层摩擦及腐蚀行为的影响。采用等离子体增强化学气相沉积技术成功制备了不同调制比的多层DLC涂层。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、划痕仪、摩擦磨损试验机及电化学工作站等表... 研究调制比对多层类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)涂层摩擦及腐蚀行为的影响。采用等离子体增强化学气相沉积技术成功制备了不同调制比的多层DLC涂层。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、划痕仪、摩擦磨损试验机及电化学工作站等表征手段评价了不同调制比多层DLC涂层的结构特点、力学性能、摩擦学性能以及耐腐蚀性能。结果表明:所制备涂层表面光滑、结构致密、膜基界面结合良好。其中1∶1为多层DLC涂层最佳调制比,该调制比涂层的硬度、弹性模量和抗裂纹萌生的临界载荷最大。同时,摩擦试验表明1∶1涂层具有最低的磨损率,且经720 h盐雾试验后仍然表现出较高的阻抗值。通过以上结果可以得出当调制比为1∶1时,多层DLC涂层具有良好的摩擦学性能及耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 类金刚石 多层 调制比 摩擦 盐雾 腐蚀
快速电化学剥离天然脉石墨制备石墨烯用于透明导电薄膜的研究 预览
7
作者 后浩 代文 +3 位作者 孙红岩 赵文杰 林正得 周红洋 《表面技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期49-56,共8页
目的开发一种基于电化学剥离天然脉石墨的石墨烯量产制备工艺,并研究其剥离石墨烯的品质,最后验证以该量产石墨烯作为原料制备透明导电薄膜的可行性。方法以相同的电化学工艺剥离天然脉石墨、高定向热解石墨以及人工石墨制备石墨烯,然... 目的开发一种基于电化学剥离天然脉石墨的石墨烯量产制备工艺,并研究其剥离石墨烯的品质,最后验证以该量产石墨烯作为原料制备透明导电薄膜的可行性。方法以相同的电化学工艺剥离天然脉石墨、高定向热解石墨以及人工石墨制备石墨烯,然后用共聚焦光学显微镜(OM)、扫描探针显微镜(AFM)、拉曼光谱仪(Raman)和X-射线光电子能谱仪(XPS)考察天然脉石墨剥离的石墨烯尺寸和品质,并将其与另外两种石墨烯及基于文献报道的热他学还原氧化石墨烯进行对比,最后以天然脉石墨剥离的石墨烯制备成透明导电膜并测量其电导率和透光率。结果以天然脉石墨通过电化学剥离得到的石墨烯主要以1一3层石墨烯为主,平均横向尺寸和厚度分别为5.9um和2.4nm。Raman及XPS分析表明,该石墨烯的品质可与电化学剥离高定向热解石墨得到的石墨缔相媲美,并且优于人工石墨烯和基于热/化学还原的氧化石墨烯的品质。最后以天然脉石墨烯为原料,通过界面自组装及后续的转移工艺于石英基板上制备了透明的石墨烯导电薄膜,在83.1%的透光率下,该薄膜的方阻低至13kΩ/□,相对于以人工石墨经电化学剥离得到的石墨烯为原料所制备的导电薄膜有较大的提升。结论以天然脉石墨作为原料并通过电化学剥离得到的石墨烯的尺寸较大、缺陷少、官能化程度低,可应用于透明导电膜的制备,这主要归因于天然脉石墨的致密结晶性及高含碳量。 展开更多
关键词 电化学剥离 天然脉石墨 石墨烯 自组装 透明导电薄膜 方阻
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色氨酸功能化石墨烯改性水性环氧涂层的耐蚀行为研究 预览
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作者 高燕 刘成宝 +1 位作者 任思明 叶育伟 《表面技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期263-269,共7页
目的提高石墨烯在有机涂层中的分散性,并赋予其一定的功能性,制备一种方法简单、环境友好、成本低廉的水性环氧复合涂层。方法以氧化石墨烯为原料,以1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)为缩合剂,在常温下经酰胺化反应将天然缓蚀剂... 目的提高石墨烯在有机涂层中的分散性,并赋予其一定的功能性,制备一种方法简单、环境友好、成本低廉的水性环氧复合涂层。方法以氧化石墨烯为原料,以1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)为缩合剂,在常温下经酰胺化反应将天然缓蚀剂色氨酸接枝到氧化石墨烯表面。再利用水合肼将其部分还原,得到色氨酸功能化的石墨烯,并成功分散至水性环氧涂层中,制备出色氨酸功能化石墨烯/环氧复合涂层。选用红外光谱仪、拉曼光谱仪、扫描电镜及透射电镜对功能化石墨烯的片层结构和微观形貌进行分析;利用电化学工作站对复合涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀行为进行评价。结果色氨酸分子成功接枝在氧化石墨烯表面,且功能化的石墨烯在无水乙醇及水性树脂中表现出优异的分散性。在防护性能方面,较之于空白样及未改性石墨烯/环氧复合涂层,在浸泡40d后,功能化石墨烯基复合涂层表现出最高的阻抗模值(107Ω·cm^2)及电荷转移电阻值。同时,在所有涂层中,经功能化石墨烯复合涂层覆盖后,金属基底表现出最为轻微的腐蚀。结论功能性的石墨烯添加至水性环氧涂层中可以显著提高涂层的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 色氨酸 石墨烯 分散 防腐 环氧涂层
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基体材料对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响 预览
9
作者 张静 单磊 +2 位作者 苏晓磊 李金龙 董敏鹏 《表面技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期198-204,共7页
目的讨论海水环境下不同基体材料对Cr/CrN交替的多层复合涂层磨蚀性能的影响,为海水环境下耐磨蚀材料基体的选择和应用提供参考。方法采用多弧离子镀技术在316L不锈钢和TC4钛合金基体上沉积Cr/CrN多层复合涂层,通过XRD、SEM等技术对涂... 目的讨论海水环境下不同基体材料对Cr/CrN交替的多层复合涂层磨蚀性能的影响,为海水环境下耐磨蚀材料基体的选择和应用提供参考。方法采用多弧离子镀技术在316L不锈钢和TC4钛合金基体上沉积Cr/CrN多层复合涂层,通过XRD、SEM等技术对涂层材料的微观结构进行表征,通过硬度测试、结合力测试、电化学分析、摩擦磨损试验等技术对涂层材料的力学性能、电化学性能以及摩擦学性能进行分析,比较不同基体对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响。结果以TC4钛合金为基体的Cr/CrN多层涂层的硬度为1727.2HV0.3,虽略小于以316L不锈钢为基体的涂层硬度(2241.5HV0.3),但其在膜-基结合力、海水环境下电化学性能和摩擦学性能等方面均优于以316L不锈钢为基体的涂层。结合力测试中,以TC4为基体的多层涂层初始裂纹出现在31N,扩展裂纹出现在42N,大于316L基体涂层的22N和35N。电化学测试中TC4基体涂层的腐蚀电位为﹣0.20V,大于316L基体涂层的腐蚀电位(-0.21 V)。海水环境下TC4基体涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.35和2.9950×10^﹣5 mm^3/(N·m),均小于316L基体涂层的平均摩擦系数(0.36)和磨损率(4.9895×10^﹣5 mm^3/(N·m))。结论TC4钛合金更适合作为海水环境用Cr/CrN多层涂层耐磨蚀材料的基体材料。 展开更多
关键词 Cr/CrN涂层 基体 海水环境 耐磨蚀 摩擦 电化学
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含石墨烯胞室结构的铜复合材料及其耐腐蚀性能 预览
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作者 戴丹 林正得 +9 位作者 韩钰 祝志祥 陈保安 丁一 张强 王强 吴明亮 舒圣程 耿启 李傲 《表面技术》 CSCD 北大核心 2018年第10期224-230,共7页
目的开发一种石墨烯在铜基复合材料中的均匀分散结构,制备出兼具高导电和强抗刻蚀性能的石墨烯/铜复合材料。方法采用化学气相沉积原位生长法结合分散剂工艺,制备分散均匀石墨烯/铜基粉体复合材料。利用制备的石墨烯/铜粉体材料,采... 目的开发一种石墨烯在铜基复合材料中的均匀分散结构,制备出兼具高导电和强抗刻蚀性能的石墨烯/铜复合材料。方法采用化学气相沉积原位生长法结合分散剂工艺,制备分散均匀石墨烯/铜基粉体复合材料。利用制备的石墨烯/铜粉体材料,采用真空热压工艺,制备了石墨烯/铜块体材料,然后用拉曼光谱、X射线粉末衍射仪和金相显微镜,考察石墨烯/铜试样的质量和形貌,最后用数字便携式涡流电导仪测量其电导率。利用自主设计的石墨烯/铜在过硫酸铵中刻蚀的实验装置,测试石墨烯/铜的抗刻蚀性能。结果利用石墨烯/铜粉体制备的石墨烯/铜块体和铜具有相同的(111)、(200)和(220)晶面,多层石墨烯以立体胞室结构均匀分布在铜晶粒的晶界处。石墨烯/铜块体的导电率为96%IACS,明显优于文献报道的以其他方法制备的石墨烯/铜块体,并且在过硫酸铵溶液中浸泡90min后,石墨烯/铜块的质量损失为126.6mg,石墨烯/铜比纯铜的抗刻蚀能力提高了37.6%,具有比铜更强的抗刻蚀性能。结论以CVD原位生长法和真空热压法制备的石墨烯/铜复合材料,石墨烯以立体胞室结构均匀分散在铜界面处,并且兼具高的导电性和强的抗刻蚀性能。 展开更多
关键词 化学气相沉积 立体胞室结构 石墨烯/铜 导电性 抗刻蚀性能 原位生长
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自组织梯度分层结构金属掺杂类金刚石薄膜的制备及其性能研究 被引量:1
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作者 郭有志 孙丽丽 +3 位作者 郭鹏 柯培玲 李强 汪爱英 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期764-771,共8页
金属掺杂是降低类金刚石薄膜(DLC)内应力、提高其机械性能的一种有效方法。通常,金属掺杂类金刚石薄膜(Me-DLC)为均匀的纳米复合结构,但在一定条件下,会形成特殊的自组织分层结构。为了研究不同金属掺杂种类对自组织分层结构和薄膜... 金属掺杂是降低类金刚石薄膜(DLC)内应力、提高其机械性能的一种有效方法。通常,金属掺杂类金刚石薄膜(Me-DLC)为均匀的纳米复合结构,但在一定条件下,会形成特殊的自组织分层结构。为了研究不同金属掺杂种类对自组织分层结构和薄膜性能的影响,本文筛选了两种典型的掺杂金属元素Cu和Cr,采用磁控溅射与阳极层离子源复合系统制备了Cu-DLC和Cr-DLC薄膜,同时使用等离子体发射光谱仪检测了沉积过程中金属粒子密度变化;通过能谱仪、辉光放电光谱仪、透射电镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪等表征了薄膜成分和微结构;采用纳米压痕仪与摩擦磨损试验机考察了薄膜的力学和摩擦学性能。结果表明,在靶中毒模式下,溅射出的金属粒子密度逐渐降低,导致薄膜形成了自组织梯度分层结构,即膜基界面处为富金属层,表面为富碳层,沿膜基界面到表面金属含量从13%(原子比)以上逐渐降低至1%以下。Cu-DLC和CrDLC薄膜相似的表面碳键结构和力学性能,并且在干摩擦以及油润滑条件下分别表现出相似的摩擦学行为。以上研究表明自组织梯度分层结构的形成降低了金属种类对Me-DLC薄膜结构和性能的影响。 展开更多
关键词 金属掺杂 类金刚石薄膜 自组织梯度分层结构 摩擦性能
2205钢在模拟深海热液区中的腐蚀行为
12
作者 屈少鹏 程柏璋 +2 位作者 董丽华 尹衍升 杨丽景 《金属学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期1094-1104,共11页
利用交流阻抗法、线性极化法、动电位极化法及Mott-Schottky分析法,研究了2205钢在不同温度、20 MPa静水压的3.5%Na Cl溶液中的电化学性质,通过SEM、EDS及白光干涉仪分析了电化学测试后2205钢的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟深... 利用交流阻抗法、线性极化法、动电位极化法及Mott-Schottky分析法,研究了2205钢在不同温度、20 MPa静水压的3.5%Na Cl溶液中的电化学性质,通过SEM、EDS及白光干涉仪分析了电化学测试后2205钢的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟深海热液区环境中,2205钢在25℃下具有良好的耐点蚀能力;溶液温度达到65℃时,2205钢表面会出现明显的点蚀现象;溶液温度达到150和200℃时,2205钢表面会产生裂纹状点蚀坑;65℃时,点蚀坑主要发生在奥氏体相内,100~200℃时,点蚀坑主要发生在铁素体相内。随着模拟深海热液区温度的升高,2205钢的电化学阻抗及线性极化电阻先减小后增大,且在150℃的电化学阻抗及线性极化电阻最小;2205钢的点蚀电位随着温度的升高先负移后正移,其在模拟深海热液区中生成的钝化膜载流子密度随着温度的升高而增大。 展开更多
关键词 2205钢 热液区 温度 腐蚀 电化学
刻蚀工艺对四面体非晶碳膜生长及其性能的影响 预览 被引量:1
13
作者 郭婷 左潇 +4 位作者 郭鹏 李晓伟 吴晓春 谢仕芳 汪爱英 《表面技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期143-149,共7页
目的研究不同等离子体刻蚀工艺对基体和四面体非晶碳膜(ta-C)的影响,并进一步考察不同电弧等离子体刻蚀时间对ta-C薄膜结构的影响。方法采用自主设计研制的45°单弯曲磁过滤阴极真空电弧镀膜设备,进行不同等离子体刻蚀以及ta-C薄... 目的研究不同等离子体刻蚀工艺对基体和四面体非晶碳膜(ta-C)的影响,并进一步考察不同电弧等离子体刻蚀时间对ta-C薄膜结构的影响。方法采用自主设计研制的45°单弯曲磁过滤阴极真空电弧镀膜设备,进行不同等离子体刻蚀以及ta-C薄膜的沉积。使用等离子体发射光谱仪表征离子种类及其密度,使用椭偏仪表征薄膜厚度,原子力显微镜表征刻蚀后的基体粗糙度,拉曼光谱仪和XPS表征薄膜结构,TEM分析薄膜的膜基界面结构。结果辉光刻蚀工艺中,作用的等离子体离子以低密度的Ar离子为主;而电弧刻蚀时,作用的等离子体离子为高密度的Ar离子和少量的C离子,并且能够在基体表面形成约15 nm的界面层,并实现非晶碳膜(a-C)的预沉积。随电弧等离子体刻蚀时间增加,ta-C薄膜的sp3含量有所降低。结论相比于辉光刻蚀,电弧刻蚀利于制备较厚的ta-C薄膜。这主要是因为电弧刻蚀时,基体表面形成良好的界面混合层,并预沉积了非晶碳膜,形成a-C/ta-C的梯度结构,有助于增强膜基结合力。 展开更多
关键词 四面体非晶碳膜 辉光刻蚀 电弧刻蚀 刻蚀时间 结构
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大尺寸平面磁控靶高功率脉冲放电的近基底表面光谱研究 预览
14
作者 左潇 陈仁德 +2 位作者 柯培玲 王铁钢 汪爱英 《表面技术》 CSCD 北大核心 2017年第6期117-124,共8页
目的 探索高功率脉冲磁控溅射方法在大尺寸平面磁控溅射Cr靶过程中,近基底表面等离子体区域内的活性粒子分布特性以及辐射跃迁过程,为HiPIMS的规模化应用提供实验基础和理论依据。方法 选择不同高功率脉冲溅射脉冲电压、工作气压和耦合... 目的 探索高功率脉冲磁控溅射方法在大尺寸平面磁控溅射Cr靶过程中,近基底表面等离子体区域内的活性粒子分布特性以及辐射跃迁过程,为HiPIMS的规模化应用提供实验基础和理论依据。方法 选择不同高功率脉冲溅射脉冲电压、工作气压和耦合直流等关键沉积参数,采用等离子体发射光谱仪测量近基底表面等离子体区域内的光学发射光谱,分析原子特征谱线的种类、强度分布、离子谱线强度百分比、金属原子谱线含量等。结果 当脉冲电压到达700 V后,基底表面的等离子体区域内的金属离化率显著提高;脉冲电压为600 V时,适当增加工作气压至5.0 mTorr,能有效提高到达基底的Cr激发态粒子含量,工作气压的升高会降低金属离化率。增加耦合直流在一定程度上降低了能到达基底的活性Cr~+和Cr~*原子含量,为了保持一定的活性粒子比例,耦合直流应当小于1.0 A。结论 大面积高功率脉冲磁控溅射中的近表面等离子体区域内的主要活性粒子为Ar~+和Cr~*激发态原子,其主导的碰撞过程为Ar~+的电离复合过程和Cr~*的退激发过程,金属离化率还有待提高。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 近基底表面区域 发射光谱 耦合直流
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水溶性聚苯胺纳米粒子对碳钢的缓蚀作用 预览 被引量:5
15
作者 马骏 刘栓 +4 位作者 赵海超 陈斌 周开河 方云辉 江炯 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2017年第1期30-34,共5页
采用分散聚合法合成了水溶性聚苯胺(PANi)纳米粒子,并利用红外光谱、电子扫描电镜和激光粒度仪观察该聚合物的结构和粒径分布。采用极化曲线和电化学阻抗谱研究该水溶性聚苯胺纳米粒子对碳钢在1mol/LHCl溶液中的缓蚀作用。结果表明... 采用分散聚合法合成了水溶性聚苯胺(PANi)纳米粒子,并利用红外光谱、电子扫描电镜和激光粒度仪观察该聚合物的结构和粒径分布。采用极化曲线和电化学阻抗谱研究该水溶性聚苯胺纳米粒子对碳钢在1mol/LHCl溶液中的缓蚀作用。结果表明:聚苯胺纳米粒子可在碳钢表面吸附成膜,从而有效降低其腐蚀速率,当缓蚀剂的质量浓度为0.5g/L时,缓蚀率达到95.6%。 展开更多
关键词 聚苯胺纳米粒子 缓蚀剂 腐蚀行为 电化学阻抗谱
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TiSiN/Ag纳米多层涂层的抗菌及摩擦学性能研究 预览 被引量:3
16
作者 党超群 白雪冰 +2 位作者 李金龙 杨弋涛 陈建敏 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-10,共10页
采用多弧离子镀技术,在Ti-6Al-4V合金表面沉积TiSiN/Ag纳米多层涂层和TiSiN涂层,研究沉积涂层的结构、抗菌及摩擦学性能.利用X射线衍射仪(XRD),X射线光电子能谱仪(XPS)和透射电子显微镜(TEM)表征涂层的成分和结构,用纳米压痕仪测... 采用多弧离子镀技术,在Ti-6Al-4V合金表面沉积TiSiN/Ag纳米多层涂层和TiSiN涂层,研究沉积涂层的结构、抗菌及摩擦学性能.利用X射线衍射仪(XRD),X射线光电子能谱仪(XPS)和透射电子显微镜(TEM)表征涂层的成分和结构,用纳米压痕仪测试涂层的硬度.采用Rtec往复式摩擦磨损试验机对涂层在海水环境中的摩擦学性能进行研究,评价了涂层对大肠埃希氏菌和枯草芽孢杆菌的抗菌性能.结果表明:与TiSiN涂层相比,TiSiN/Ag多层涂层表现出较低的摩擦系数;两种涂层在海水中磨损率远小于Ti-6Al-4V基底,其中,TiSiN/Ag多层涂层比TiSiN涂层在海水环境中表现出较低的磨损率;对TiSiN/Ag多层涂层进行24 h抗菌试验后,该涂层对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌率分别达到99.98%和100%. 展开更多
关键词 TiSiN/Ag纳米多层涂层 多弧离子镀技术 TI-6AL-4V合金 抗菌涂层 摩擦学性能
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CrN/CrAlSiN涂层海水环境下的摩擦学性能 预览 被引量:3
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作者 刘孟奇 郭惠霞 +2 位作者 王永欣 李金龙 鲁侠 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期63-70,共8页
为提高海洋装备摩擦零部件的摩擦学性能,采用多弧离子镀技术在316L不锈钢上制备了CrN/CrAlSiN涂层。通过XRD、XPS表征涂层的物相及成分,SEM和TEM表征涂层的形貌和微观结构,并用纳米压痕仪测试其硬度,采用摩擦磨损试验机对涂层在大气和... 为提高海洋装备摩擦零部件的摩擦学性能,采用多弧离子镀技术在316L不锈钢上制备了CrN/CrAlSiN涂层。通过XRD、XPS表征涂层的物相及成分,SEM和TEM表征涂层的形貌和微观结构,并用纳米压痕仪测试其硬度,采用摩擦磨损试验机对涂层在大气和海水环境中的摩擦磨损性能进行测试。结果表明:CrN/CrAlSiN涂层的微观结构主要有CrN相、AlN相以及非晶态Si_3N_4包裹CrN、AlN相,(111)择优取向最为明显;基于微观结构与CrN过渡层的设计,CrAlSiN涂层硬度高达35.5 GPa;较之于316L基底,涂层致密的结构使其在海水环境下表现出更好的耐腐蚀性能;在大气和海水环境下,CrN/CrAlSiN涂层的摩擦因数及磨损率均明显降低,在海水环境下达到最优。 展开更多
关键词 CrN/CrAlSiN涂层 耐腐蚀性能 摩擦性能 海水
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磁控溅射沉积抗氧化、长寿命二硫化钼基复合薄膜 预览 被引量:4
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作者 李浩 李霞 +1 位作者 张广安 王立平 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期708-716,共9页
采用磁控溅射技术制备了MoS2,Ti/MoS2,Pb/MoS2和Pb-Ti/MoS2复合薄膜.通过AFM,SEM和XRD对薄膜的形貌和结构进行分析;利用纳米压痕仪,CSM摩擦试验机和Bainano高真空摩擦试验机分析薄膜的力学和摩擦学性能,并探讨了Pb、Ti掺杂对薄膜的结构... 采用磁控溅射技术制备了MoS2,Ti/MoS2,Pb/MoS2和Pb-Ti/MoS2复合薄膜.通过AFM,SEM和XRD对薄膜的形貌和结构进行分析;利用纳米压痕仪,CSM摩擦试验机和Bainano高真空摩擦试验机分析薄膜的力学和摩擦学性能,并探讨了Pb、Ti掺杂对薄膜的结构,力学和摩擦学性质的影响.结果表明:Pb-Ti/MoS_2复合薄膜具有非常致密的结构,表面光滑平整,且具有较高的硬度;Pb、Ti共掺杂显著提高MoS2薄膜在RH75%高湿度环境下和真空环境下的摩擦学性能,在潮湿大气和真空环境下磨损率分别为未掺杂MoS2的13%和25%,且低于单一掺杂MoS2薄膜.PbTi/MoS2复合薄膜优异的摩擦学性能得益于Pb掺杂元素增加薄膜结构的致密度和Ti掺杂元素提高薄膜的抗氧化和力学性能. 展开更多
关键词 MoS2基复合薄膜 抗氧化 高真空 摩擦学性能
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沉积温度对CrB_2涂层结构与性能的影响 预览 被引量:1
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作者 张树参 李晓伟 +4 位作者 王丽 张栋 柯培玲 李志勇 汪爱英 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期69-76,共8页
为了研究沉积温度对涂层微结构与力学性能的影响,采用直流磁控溅射技术制备了CrB_2涂层。通过XPS、XRD、SPM、SEM、HRTEM、纳米压痕仪和维氏压痕仪分别分析了涂层的成分、结构、微观形貌和力学性能。结果表明:在不同沉积温度下,CrB_2... 为了研究沉积温度对涂层微结构与力学性能的影响,采用直流磁控溅射技术制备了CrB_2涂层。通过XPS、XRD、SPM、SEM、HRTEM、纳米压痕仪和维氏压痕仪分别分析了涂层的成分、结构、微观形貌和力学性能。结果表明:在不同沉积温度下,CrB_2涂层均由CrB_2和少量Cr相组成。涂层具有致密的纳米柱状结构,其直径大约为7nm,且沿着生长方向贯穿整个涂层截面。随沉积温度升高,涂层晶体取向由(101)和(001)的混合取向逐渐转变为(001)择优取向,涂层由纤维状结构转变为柱状晶结构,且柱状晶尺寸随沉积温度的增加逐渐细化,致密化程度增加。涂层的力学性能随沉积温度的升高而显著增加;当沉积温度达到400℃时,涂层具有最高硬度(50.7±2)GPa和最高弹性模量(513.6±10)GPa。微观结构和力学性能随沉积温度的演变归因于沉积原子运动的逐渐增强和结构的致密化。 展开更多
关键词 沉积温度 CrB2涂层 微结构 硬度 韧性
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TC4钛合金表面Cr2AlC涂层的制备及高温氧化行为 预览 被引量:3
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作者 刘培 王振玉 +3 位作者 李晓伟 吴晓春 柯培玲 汪爱英 《表面技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期16-22,共7页
目的为提高钛合金在高温条件下的服役性能,探索Cr2AlC MAX相涂层对TC4钛合金高温氧化行为的影响。方法采用低温反应直流磁控溅射技术再经后续退火处理的方法,在TC4钛合金基体表面制备高纯度的Cr2AlC MAX相涂层。利用X射线衍射仪、拉曼... 目的为提高钛合金在高温条件下的服役性能,探索Cr2AlC MAX相涂层对TC4钛合金高温氧化行为的影响。方法采用低温反应直流磁控溅射技术再经后续退火处理的方法,在TC4钛合金基体表面制备高纯度的Cr2AlC MAX相涂层。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和能谱仪,分析了Cr2AlC涂层试样和TC4钛合金经750℃静态空气恒温氧化前后的相结构、组织形貌和组分,并采用分析天平测定了TC4钛合金和Cr2AlC涂层试样在750℃静态空气中氧化后的氧化动力学曲线。结果经750℃空气中氧化10 h后,TC4钛合金表面形成厚度达13μm的疏松团絮状TiO2和Al2O3混合物氧化膜。而Cr2AlC涂层表面能够形成以α-(Al,Cr)2O3为主的致密氧化膜,可有效阻止氧元素向内扩散。Cr2AlC涂层试样在750℃空气中氧化90 h后的氧化增重仅为无涂层TC4钛合金在750℃空气中氧化10 h后的6.6%。结论 Cr2AlC涂层具有优异的抗高温氧化性能,能够明显提高TC4钛合金的使用温度,使其氧化增重速率大幅降低。 展开更多
关键词 TC4钛合金 高温氧化 Cr2AlC涂层 磁控溅射
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