不同润滑环境类石墨碳膜的摩擦特性

采用闭合场非平衡磁控溅射技术在渗碳淬火钢基体表面制备了类石墨碳膜,分别在无润滑、水润滑和油润滑下,用POD销-盘磨损仪研究了同质对磨（试样和对磨钢球表面均制备了类石墨碳膜）的类石墨碳膜摩擦学特性。研究表明：类石墨碳膜在不同润滑环境和线速度下有优良的耐磨、减摩性能;线速度为0．3m／s时,干摩擦和水润滑类同质对磨的类石墨...     

Texture Evolution in Graphite-Like Phases Recrystallizing under External Stress

It has been observed that the texture axis of graphite-like boron nitride is reoriented by recrystallization under pressure. The observed effect is due to the compression conditions for the anisotropic phase deviating from hydrostatic.     

不同Ti靶电流对Ti掺杂类石墨碳膜的结构和性能的影响(英文)

利用磁控溅射的方法成功制备Ti掺杂类石墨碳(Ti-GLC)膜。采用拉曼光谱、X射线光电子谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、纳米压痕仪和球盘式摩擦机分别表征不同Ti靶电流下制备的Ti-GLC膜的成分、结构和性能。随着Ti靶电流的增加,薄膜中sp2键的比率和Ti含量增加,同时薄膜的硬度和内应力也增大,但较高的Ti靶电流将会促使薄膜产生鳞片状结构从而使其变疏松。较少的Ti掺入量可以降低GLC膜的干摩擦因数,纯GLC膜在水润滑条件下的摩擦因数最低。在较低Ti靶电流下制备的Ti-GLC膜在干摩擦及水润滑条件下均具有较高的抗磨性能。     

铁掺杂类石墨相氮化碳类芬顿/光催化氧化作用机制

采用热聚合法制备并优化了不同铁掺杂比的铁掺杂类石墨相氮化碳(Fe-g-C3N4)类芬顿光催化剂,铁元素可完全掺杂进入类石墨相氮化碳(g-C3N4)结构中并组成Fe—N配位键,最佳的Fe掺杂比为10%(质量分数)。Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解速率和降解率均远高于g-C3N4的,反应10 min时降解率已达到87.9%,反应过程中起主要作用的活性基团为羟基自由基,超氧自由基和空穴电子也有一定作用。在pH值为3~9范围内,Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解率均高于90%,大幅度拓宽了适用范围;H2O2的投加量会显著影响Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化的降解效能,H2O2最佳投量范围为1.0~1.5 mmol/L。     

乏油环境下不同掺杂GLC膜的摩擦学行为

利用磁控溅射技术制备了类石墨碳膜(GLC)、掺杂金属Cr的类石墨碳膜(GLC/Cr)及掺杂WC的类石墨碳膜（GLC/WC）,考察了不同掺杂物对薄膜结构及其在乏油环境下摩擦学性能的影响。结果表明：掺杂Cr、WC使GLC薄膜中sp2键结构含量增加,促进了GLC膜的石墨化,降低了GLC薄膜的硬度及弹性模量;在乏油环境下,3种薄膜的摩擦因数相差不大,但表现出不同的抗磨损能力,其磨损寿命由高到低依次是GLC/Cr、GLC、GLC/WC。研究结果为提高航空发动机主轴轴承在超常工况下的寿命和可靠性提供了理论和试验依据。     

Study on the Tribological Properties of Graphite-like Amorphous Carbon Film under Different Testing Conditions

Graphite-like amorphous carbon film was fabricated by unbalanced magnetron sputtering technique.Raman spectroscopy,atomic force microscopy(AFM)and tribometer were subsequently used to investigate the microstructure and tribological properties of the resultant film.It is found that the deposited carbon film is dominated by sp 2 sites,and the intensity ratio of the D and G peaks is as high as 4.0,which is one order of magnitude larger than that of diamond-like carbon films with high sp 3 content,indicating a more graphite-like structure.However,the as-deposited carbon film exhibits moderately high hardness(13.7 GPa),low internal stress(0.38 GPa)and superior tribological properties with high load bearing capacity(Hertz contact stress about 3.2 GPa)and low wear rate(2.73×10-10 cm3/N.m)in ambient atmosphere.Although it displays a poor wear resistance in water lubricated condition,a superior wear resistance is achieved in oil lubricated condition.Its inherent physical property,the formation of transfer layer and the friction induced chemical reactions may be commonly responsible for its tribological properties.     

载荷、摩擦副及介质环境对多层Ti掺杂类石墨薄膜的摩擦学行为影响EI北大核心CSCD

针对非晶碳基薄膜高内应力和低膜基结合强度的问题,采用闭合场非平衡磁控溅射系统在316L不锈钢基体上制备多层结构掺杂类石墨薄膜(GLC),探究载荷、摩擦副和介质环境对薄膜摩擦学行为的影响。结果表明,制备得到的多层结构GLC薄膜结构致密均匀,膜基之间没有明显缺陷,且力学性能良好。薄膜在干摩擦条件下的摩擦因数曲线呈明显的三阶段特征,分别对应于轻微的磨粒磨损、薄膜的剥离以及对磨球上碳质转移膜的形成。薄膜的平均摩擦因数随载荷的增加而显著提高,磨损率呈先减小后增大的趋势。相对于ZrO_(2)陶瓷球,Si_(3)N_(4)陶瓷球因其较高的黏着倾向和较大的赫兹接触半径导致其较高的摩擦因数和磨损率。GCr15金属球因其较低的硬度,导致碳质转移膜随金属磨削的剥离而脱落,造成相对较高的摩擦因数和磨损率。相对于室温空气环境下,GLC薄膜在NaCl溶液中由于受到水溶液的冲洗和腐蚀介质Cl^(-)的侵蚀,导致薄膜从基体的快速剥离,造成更高的摩擦因数和磨损率。研究成果可为提高非晶碳基薄膜在不同工作环境下的服役寿命和使用效率提供理论指导。     

C60薄膜的热处理性能研究

通过对Ｓｉ（１００）衬底上Ｃ６０薄膜在不同温度处理后的ＡＥＳ谱线研究发现,Ｃ_６０分子于９７３Ｋ时开始分解,生成石墨类碳碎片,１０７３Ｋ时Ｃ原子已与Ｓｉ原子键合形成ＳｉＣ,１１２３Ｋ时Ｃ_６０分子全部分解,这一研究结果对解释Ｃ_６０分子促进金刚石成核将起到重要作用．     

类石墨桥膜的发火可靠性研究

以相同工艺制作类石墨桥膜点火桥,对其进行蘸药等处理，形成点火头结构;升降法试验得到不同激发条件下50%发火时的电流或电压，并验证其发火可靠性；测试点火头的响应状态，得到裸桥状态下类石墨桥膜对不同能量输入的响应。以相同方式制作桥丝式点火头，得到发火参数与电压、电流特性。涂覆有150目下叠氮肼镍(NHA)的类石墨桥膜，99%恒流发火电流为325.65 mA；99%恒压发火电压为2.43 V；在电容47 μF条件下99%脉冲发火电压为10.45 V。同样蘸药的桥丝式点火头，99%恒流发火电流为89.61 mA；在电容47 μF条件下99%脉冲发火电压为4.72 V。对比发现，类石墨桥膜点火头在使用钝感药剂时可满足0.99（0.90置信度下）可靠度要求。     

沉积温度对钢球表面含氢碳薄膜结构和摩擦学性能的影响

目前,含有类富勒烯碳结构的氢化碳薄膜(FL-C:H)主要通过等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)在单晶硅表面制备。文中在碳薄膜PECVD沉积工艺之前,通过额外引入原位渗氮方法在钢球表面沉积过渡层以增强薄膜与基材结合力,从而成功制备了具有类富勒烯结构的含氢碳薄膜。通过改变钢球表面碳膜沉积时间(30、60、90、120、150和180 min)获得厚度不同、结构变化的碳膜,进而研究碳膜的结构演变与摩擦学性能之间的关系。结果表明:FL-C:H薄膜PECVD沉积工艺(采用了比额外引入的原位渗氮工艺更低的基底偏压)使钢基底温度随沉积时间增加而下降,导致薄膜结构转变。碳膜结构最初为类石墨结构,随着沉积时间的增长逐渐转变为类富勒烯结构;沉积时间为180 min的碳基薄膜具有超低摩擦因数(0.009)和超长磨损寿命(53 000个周期)。