超硬TiSiCN纳米复合涂层在多环境下的摩擦学性能

TiSiCN 硬质纳米复合涂层因其优异的力学性能和摩擦学性能而被广泛应用于各类机械零部件表面的防护涂层,但是超硬耐磨 TiSiCN 纳米复合涂层的可控制备技术仍然有待进一步研究。 采用高功率脉冲磁控溅射技术,微脉冲振荡开启时间 ＜i＞τ＜/i＞_on = 50 μs,平均靶功率 4~ 8 kW,在 AISI 316L 不锈钢和 Si(100)单晶硅表面沉积了一系列不同成分的 TiSiCN 纳米复合涂层。 通过 XRD、FESEM、TEM、Raman 表征了涂层的结构和成分,采用纳米压痕仪和显微硬度计表征涂层的硬度和断裂韧性 K_IC 。 通过摩擦磨损试验机表征了涂层在不同介质环境下的摩擦学性能,利用表面轮廓仪和光学显微镜对磨痕形貌进行进一步分析。 分析结果表明 TiSiCN 涂层由非晶包覆晶粒尺寸为 4 ~ 11 nm 的 TiCN 纳米晶构成。 随着靶功率的增加,涂层的硬度从 32. 6 GPa 增至 41. 3 GPa,膜-基结合力等级均为 HF2~ HF1。 8 kW 制备的 TiSiCN 涂层在干摩擦、酸、碱、油溶液环境下的磨损率分别为 5. 9×10 ^-6 mm ³N ^-1m ^-1 、4. 3×10 ^-5 mm ³N ^-1m ^-1 、9. 1×10 ^-5 mm ³N ^-1m ^-1 和 1. 28×10 ^-9 mm ³N ^-1m ^-1 。 研究成果表明采用高功率脉冲磁控溅射技术制备的 TiSiCN 纳米复合涂层在酸、碱、油溶液环境下均具有优异的耐摩擦学性能,在各类腐蚀环境中具有优异的应用前景。     

硅氧烷低聚物的合成及其在泡沫染色中的应用

为了通过泡沫染色和光固化改善棉织物的染色性能，合成了一种含有不饱和双键的硅氧烷低聚物，设计了合适的含有聚合型黄色蒽醌染料、硅氧烷低聚物、光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的泡沫体系对棉织物进行泡沫染色。采用1HNMR和GPC分析了硅氧烷低聚物的化学结构和相对分子质量分布，采用FTIR表征了硅氧烷低聚物和染色棉织物的化学结构，采用SEM观察染色棉织物的表面形态。探讨了硅氧烷低聚物用量、染料用量、SDS质量浓度、TPO用量对泡沫性能和染色性能的影响，分析了硅氧烷低聚物的固色机理。结果表明，染料质量浓度30 g/L、硅氧烷低聚物用量为染料质量的2倍、SDS质量浓度2.0 g/L、TPO用量为染料质量的5%、紫外光照时间5 min时，染色织物染色深度可达5.70，耐皂洗色牢度和干/湿摩擦色牢度均为4～5级，水接触角为110.1°，紫外防护系数>50。硅氧烷低聚物通过侧基上的不饱和双键发生自由基聚合和硅醇基偶合交联实现固色，并赋予织物良好的疏水性能和抗紫外线性能。