后处理对NdFeB永磁体表面磁控溅射铝薄膜耐腐蚀性能的影响

采用直流磁控溅射技术在烧结型Nd Fe B永磁体表面沉积Al薄膜,研究了喷丸和铬酸盐化学转化后处理方法对Al薄膜微观形貌和耐腐蚀性能的影响。研究表明,喷丸可以有效地减少铝薄膜的孔隙率,提高膜层的致密性;喷丸压力为0.20 MPa时,Al膜层的致密性最好且不会剥落;喷丸和化学转化复合后处理可以极大程度地提高Al薄膜的耐蚀性,其耐中性盐雾腐蚀时间可由镀态时的155 h提高到320 h。     

Virtual Crystal Approximation of Pd-Ru-Zr System

采用密度泛函理论中的虚拟晶体近似方法研究了Zr和Ru掺杂Pd体系的相结构稳定性。搭建了3种可能的虚拟晶体近似模型,并计算了体系的弹性常数正方剪切常数、体模量、剪切模量、杨氏模量、Cauchy压力值和态密度等。计算结果表明根据正方剪切常数判断Pd-5Ru-1Zr[T(3)]是Pd-Ru-Zr体系中最稳定的相,根据Cauchy压力值判断 Pd-10Ru-1Zr[T(2)] 是硬脆相,并且具有较强的方向键,随着Ru和Zr原子逐步替代Pd原子,体系的化学键强度和硬度逐渐增大,但是相结构稳定性有所降低     

循环氩离子轰击对磁控溅射铝膜结构和性能的影响

为了提高烧结钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能,采用磁控溅射技术在钕铁硼表面制备了厚度约为14.0μm的铝膜,使用循环氩离子轰击铝膜的方法制备了3个周期的多层铝膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察铝膜的表面和截面形貌,X射线衍射仪(XRD)表征膜层的晶体结构,采用中性盐雾试验测试膜层的耐盐雾腐蚀性能,研究循环氩离子轰击对铝膜层形貌、结构及耐中性盐雾腐蚀性能的影响。结果表明:与相同厚度的单层铝膜相比,3个周期的多层铝膜晶粒均匀细小,膜层的柱状晶结构被打断,内部形成了两个明显的界面;膜层沿(111)晶面择优生长;与厚度相同的单层Al膜相比,3个周期的多层Al膜的耐蚀性显著提高,其耐中性盐雾腐蚀时间可达到312h。循环氩离子轰击铝膜的方法可以改善铝镀层的质量和耐盐雾腐蚀性能。     

抗冲蚀磨损涂层的研究及应用进展

随着技术的发展,传统的结构材料难以满足抗冲蚀磨损的使用要求,抗冲蚀磨损防护涂层是有效提高装备和材料使用寿命的有效途径之一.概括介绍了抗冲蚀磨损涂层的制备方法,主要包括涂覆、电镀、热喷涂、激光熔覆和气相沉积技术等,以及各种方法所制备的抗冲蚀磨损涂层体系及特点.重点阐述了利用物理气相沉积技术所制备的抗冲蚀磨损涂层的体系,主要包括二元、多元涂层及多层复合涂层,特别对多层复合涂层在抗冲蚀磨损防护方面的优势进行分析,最后系统地介绍了国际上物理气相沉积抗冲蚀涂层的研制进展及应用情况.     

离子源功率对a-C:H(Al)薄膜结构及性能的影响

目的研究离子源功率对a-C:H(Al)薄膜结构及性能的影响。方法采用阳极离子源离化CH_4气体,中频磁控溅射Al靶,通过改变离子源功率,在n(100)型单晶硅及16Mn Cr5钢基体上沉积a-C:H(Al)薄膜。利用扫描电镜、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机和表面轮廓仪等设备对a-C:H(Al)薄膜的结构及性能进行表征。结果薄膜的硬度均在1000HV以上。摩擦系数较低,为0.05~0.15。离子源功率为450 W时,薄膜摩擦系数和结合力均出现了最优值,分别为0.05和21.46 N。离子源功率在550 W时,磨损率达到最低值,为3.59×10~(-7) mm~3/(N·m)。结论离子源功率较低时,薄膜表面较疏松,随着离子源功率的增加,薄膜逐渐趋于平整致密。随离子源功率的增加,薄膜的硬度增大,薄膜的结合力先增大后减小,而薄膜的摩擦系数先减小后增大,磨损宽度减小,磨损深度降低,磨损率减小。     

MoS2-Zr复合薄膜的摩擦学性能研究

目的改善MoS_2薄膜的疏松结构,提高其硬度及摩擦磨损性能。方法采用离子源辅助磁控溅射技术在GCr15基体上沉积不同Zr含量的MoS_2-Zr复合薄膜,通过SEM分析薄膜的表面及截面形貌。采用EDS检测薄膜的成分,采用显微维氏硬度计测试薄膜的硬度,采用Rockwell-C硬度计进行压痕测试实验,采用球-盘式旋转摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能。结果 MoS_2-Zr复合薄膜的致密程度和硬度随着Zr含量的增加而增大,其硬度值为300~500HV。复合薄膜与基体的结合力随着Zr含量的增加而增强,但当Zr含量过高时,结合力下降。含Zr原子数分数为15%的MoS_2-Zr复合薄膜具有最好的摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.09,磨损率为9.33×10~7 mm~3·N~(–1)·m~(–1),耐磨寿命达5.25×105 r。结论 Zr的掺杂改善了纯MoS_2薄膜的疏松结构,提高了MoS_2薄膜的硬度和结合力,合适的Zr掺杂可以获得较低的摩擦系数和较长的耐磨寿命。     

Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜厚度对结构和性能的影响

采用电弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备不同厚度的Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜，研究了多层膜厚度对其结构及性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪、砂粒冲蚀试验仪和拉伸试验机检测分析了多层膜的表面及截面形貌、微观结构、硬度、结合力、残余应力、抗砂粒冲蚀性能和拉伸性能等。结果表明：随着多层膜厚度的增加，膜层表面颗粒增多，表面质量略有下降，择优取向由（200）晶面逐渐向（111）晶面转变；随着厚度的增加，残余应力逐渐增加，膜层硬度、膜基结合力、裂纹扩展抗力先上升后下降，在厚度为10.58μm时达到最佳，其硬度为3404Hv、结合力为58.6N、裂纹扩展抗力为758.49，抗砂粒冲蚀性能提高3倍以上；TC4钛合金表面镀多层膜后，屈服强度和抗拉强度均略有提升，但断后伸长率降低，当膜层厚度为14.50μm时，断后伸长率较基材降低30%，断裂机制由韧性断裂转变为脆性断裂。在一定范围内增加膜层厚度有利于提升性能，但需合理控制其厚度以减小对钛合金基材的负面影响。     

镍掺杂类金刚石电极的制备及在传感器中的应用

采用高功率脉冲磁控溅射技术在纯Ti基体上制备了不同Ni含量的镍-类金刚石(Ni-DLC)复合电极，用于构建无酶葡萄糖传感器。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、拉曼光谱仪及电化学工作站等对Ni-DLC复合电极的表面形貌、微观结构以及电化学性能进行表征。结果表明：(1)随着Ni含量的增多，Ni-DLC薄膜表面粒子突起逐渐增加，且团聚的粒子直径也在不断变大，显著增多了薄膜表面的活性位点。Ni-DLC薄膜中sp²键的含量增多，薄膜的有序度增加且导电性得到改善，薄膜中没有形成明显的Ni-C键，Ni主要以单质形式存在。(2)将Ni-DLC复合电极封装成葡萄糖传感器置于葡萄糖溶液中进行测试，结果发现：Ni-DLC复合电极对于葡萄糖有着很好的催化效果，电极反应主要受扩散控制，氧化峰电流密度与葡萄糖浓度有着很好的线性关系，Ni-DLC复合电极对于葡萄糖的检测灵敏度为796μA·(mmol/L)^-1·cm^-2，检测下限LOD=0.5μmol/L，响应时间5 s，对于尿酸及抗坏血酸有很好的抗干扰性能，该电极在构建无酶葡萄糖传感器方面有着广阔的应...     

物理气相沉积制备高熵氮化物涂层的进展

从体系和沉积方法入手，分析了强氮化金属元素体系、弱氮化金属元素体系及含非金属元素体系在结构上的特性和共性给高熵氮化物涂层性能带来的影响，阐述磁控溅射和电弧离子镀膜技术沉积涂层的表面形貌、微观结构及性能方面的差异性，并分别总结这些制备技术的优缺点。最后对高熵氮化物涂层体系在结构成分设计和沉积方法两方面未来的研究方向进行了展望。