调制电流对电镀Ni-SiC复合膜性能的影响

研究了在调制电流作用下Ni SiC复合镀膜的成分和性能 ,包括SiC沉积量、镀膜显微硬度、延展性和耐磨性等。通过控制电流密度以 0 .2A/dm2 ·min速率从 8A/dm2 连续衰减到 2A/dm2 ,可从瓦特液中获得比恒流电镀镀膜性能更优SiC梯度镀膜。当施加脉冲电流且脉冲幅值与基值比为 8∶2 (A/dm2 )、占空比为 1/ 6∶10 / 6(min)时 ,镀膜耐磨性和显微硬度均最优     

真空退火温度对AlCrSiN/Mo自润滑涂层结构与性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射与脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备AlCrSiN/Mo自润滑涂层,通过真空退火处理改善其结构和性能。利用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针分析仪、纳米压痕仪、划痕测试仪及摩擦磨损试验机,系统研究真空退火温度对涂层组织结构、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:所有AlCrSiN/Mo涂层均是a-Si3N4非晶相包裹nc-(Al,Cr,Mo)N的纳米复合结构。经真空退火后,涂层表面颗粒尺寸明显增大,对应纳米硬度与临界载荷均出现下降,而耐磨和减摩性能得到显著改善。当退火温度为700℃时,涂层的综合性能最佳,纳米硬度为18.3GPa、摩擦因数为0.51、磨损率为3.4×10^-4μm^3·(N·μm)^-1,此时特征值H/E和H3/E*2亦最高。     

涂敷含硼硅玻璃SiC涂层的C/SiC复合材料空气氧化行为

以2D C/SiC复合材料为基底, 采用聚合物裂解工艺(Polymer plyen)制备了含硼硅玻璃SiC自愈合涂层。利用扫描电镜对含硼硅玻璃SiC涂层的2D C/SiC复合材料氧化前后的微结构形貌进行了分析。研究了含硼硅玻璃SiC涂层的C/SiC复合材料在静态空气中700℃、 1000℃和1200℃下的氧化行为, 并分析了涂层层数对C/SiC复合材料氧化行为的影响。结果表明: 含硼硅玻璃SiC涂层在该温度下形成的玻璃相可以较好地封填表面缺陷(裂纹和孔洞); 并且随温度升高及涂层层数增加, 试样在氧化过程中质量减少率降低, 氧化后的强度保持率提高。      

退火处理对SnO2:F薄膜光电性能的影响

SnO2∶F薄膜作为low-e玻璃的表面功能层材料,广泛应用于节能镀膜玻璃。Low-e玻璃在后期退火(深加工)后,其性能的变化已经引起了学术研究和实际应用方面的的关注。我们对于用化学气相沉积法在玻璃表面沉积的约250nm厚的SnO2∶F薄膜进行不同的退火处理。并通过一系列的研究,结果发现,薄膜的结构、组成、电学、光学性能在氮气和空气两种不同的退火气氛下会有显著的变化。SnO2∶F薄膜的Low-e性能经过空气中高温退火后下降明显。通过计算对比退火后SnO2∶F薄膜的晶格常数和晶胞尺寸,提出了一种对于薄膜Low-e性能下降的合理解释。     

C/C泡沫预制体液相硅浸渗制备C/SiC复合材料研究

以中间相沥青浸渍整体碳毡发泡技术制备的一种新型多孔C/C泡沫复合材料为预制体,通过液相硅浸渗(LSI)工艺制备了C/SiC复合材料,研究了预制体不同孔隙率对Si浸渗及C/SiC复合材料力学性能和微观形貌的影响,分析了复合材料的物相组成和晶体结构.结果表明,采用发泡技术可以快速有效地实现C/C预制体的致密化处理.预制体孔隙率为65.41%时液相硅浸渗处理后所得复合材料性能最好,密度为2.64g/cm3,弯曲强度为137MPa,弹性模量为150GPa.纤维未作表面抗硅化涂层处理以及复合材料中存在闭孔是C/SiC复合材料性能不佳的主要原因.     

低辐射隔热复合镀膜玻璃的制备

采用溶胶-凝胶法成功制备了SnO2∶F/SiO2气凝胶复合镀膜玻璃,并采用扫描电子显微镜(SEM)、导热系数仪、红外光谱仪,紫外-可见光谱仪等对镀膜玻璃的微观结构、热导率、辐射率、透光率等进行了表征。结果表明,镀膜玻璃的透过率最高在75%左右;辐射率为0.53,复合镀膜玻璃与FTO玻璃相比,其热导率从3.615W/(m·K)降低到3.368W/(m·K),所得复合镀膜玻璃兼具低热导性和低辐射性。     

硅碳氧薄膜光学性能研究

硅碳氧(SiCO)薄膜是一种三元玻璃状化合物材料,具有热稳定性好、能带宽、折射率大、硬度高等特性,是一种具有潜在应用价值的新颖光学薄膜材料。本文采用射频磁控溅射技术在Si(100)及K9玻璃上制备了硅碳氧薄膜。利用椭圆偏振仪、紫外/可见/近红外光度计及X射线光电子能谱测试表征了薄膜的光学性能及薄膜组分。研究发现,通过改变基片温度、工作压强及溅射功率等工艺参数,所制备的硅碳氧薄膜均具有高折射率(大于1.80),相比之下,K9玻璃基硅碳氧薄膜的折射率有着更大的变化范围(1.84~2.20)。通过对K9玻璃基硅碳氧薄膜的光学透射性能研究表明,以硅碳氧陶瓷作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在K9玻璃基上可以制备出,在可见光及近红外区域有着较好光学透射性能,平均透过率能到达83%的硅碳氧薄膜。     

高迁移率IWO透明导电氧化物薄膜制备及其退火处理研究

采用直流磁控溅射法在清洁玻璃基片上制备了掺钨氧化铟(IWO)透明导电氧化物薄膜.研究了氧分压及其退火处理对IWO薄膜光电性能的影响.实验发现薄膜的光电性能对氧分压非常敏感,退火郸理有助于改善IWO薄膜的电阻率.获得了最小电阻率为2.2×10-4Ω·cm,载流子迁移率为63.5 cm2/V·s,可见光范围平均透射率(含基片)为83.2%的IWO薄膜样品.     

Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶方法制备了1 wt%Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX),扫描模式透射电子显微镜(STEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对Bi2S3纳米晶在钠硼硅玻璃中的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒Z扫描技术在波长为770 nm对该玻璃的三阶非线性光学性能进行了分析测试.结果表明,尺寸为10～30 nm的Bi2S3正交晶系纳米晶在钠硼硅玻璃中形成,该玻璃的三阶非线性光学折射率γ、三阶非线性吸收率β和三阶非线性极化率χ(3)分别为5.90×10-16 m2/W、7.35×10-9 m/W和4.55×10-18 m2/V2.其中,该玻璃的三阶非线性极化率值比未经掺杂的钠硼硅玻璃(χ(3)=1.09×10-22 m2/V2)高出4个数量级,这表明,随着Bi2S3纳米晶的引入,该玻璃的三阶非线性光学性能将得到显著的提高.     

Ni-P-SiC(纳米)化学复合镀层的组织与性能

利用化学镀方法制备了Ni-P-SiC(纳米)复合镀层,研究了镀液中纳米SiC微粒的含量对复合镀层组织与性能的影响,结果表:由于纳米SiC的加入,使复合镀时的镀速加快,原因是液固界面增加,从而增加了有效催化面积.由于镀层中纳米SiC的存在,使复合镀层的硬度得到显著提高,镀态下硬度可达1000～1100HV,退火处理后则可达到1650HV.与微米SiC复合镀层相比,纳米复合镀层的耐磨性也有明显改善.用DSC分析了镀层的晶化规律,发现纳米复合镀层的晶化温度大幅度提高.     

PbSe纳米晶薄膜制备以及其光电特性研究

以Pb(Ac)₂、Na₂SeSO₃分别作为铅源和硒源, 采用化学浴法在玻璃衬底上沉积PbSe纳米晶薄膜. 采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),原子力显微镜（AFM）,透射光谱以及在光脉冲下的电流时间曲线(i-t)对纳米薄膜材料结构和性能进行了表征. 结果表明, 薄膜的结晶质量随络合剂浓度升高而提高, 薄膜的光学吸收边从体材料的5μm蓝移至1μm左右, 经过退火处理薄膜吸收边红移. 退火处理引起薄膜电阻显著降低, i-t测试曲线表明经过较低氧压退火处理的纳米晶薄膜具有较快的光电导性能, 而在空气气氛中退火的薄膜则出现慢光电导性能.     

纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备及非线性光学性质研究

采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理技术制备纳米硅镶嵌氮化硅(nc-Si/SiNx)复合薄膜.通过X射线能谱(EDS)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及紫外-可见吸收光谱(UV-vis)的测定,对薄膜进行了组分、键合状态、结构及光学带隙的表征.采用皮秒激光运用单光束Z扫描技术开展了对该复合薄膜的非线性光学性质的研究,测得其三阶非线性折射率系数和非线性光吸收系数分别为10-8esu和10-8m/W量级,并将薄膜这种三阶光学非线性增强的原因归因于量子限域效应.     

炭/炭复合材料硼硅酸盐玻璃涂层制备及性能研究

系统研究了SiO2与B2O3之比、高熔点添加剂种类(包括MoSi2,Y2O3,SiC)及含量对硼硅酸盐(SAB)玻璃涂层高温稳定性、高温流动性的影响规律和最佳工艺参数组合,采用涂刷法在带有疏松结构的SiC内涂层炭/炭(C/C)复合材料表面制备了高温稳定性和流动性良好的硼硅酸盐玻璃外涂层,并测试了带有不同SiC/硼硅酸盐玻璃复合涂层C/C复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:采用SiO2,B2O3摩尔比为4∶1时所得硼硅酸盐玻璃具有相对较高的高温流动性和高温稳定性;与添加Y2O3,SiC相比,在上述硼硅酸盐玻璃中添加MoSi2可以较大幅度提高所得玻璃涂层对C/C基体的氧化保护性能,并且当硼硅酸盐玻璃外涂层中硼硅酸盐与MoSi2的质量比为4∶1时,所得硼硅酸盐玻璃外涂层对SiC-C/C表现出较好的氧化保护能力,氧化17h后涂层C/C试样的失重仅为4.31%.     

常压化学气相沉积硅镀膜玻璃结构、表面形貌与光学性能比较研究

本文通过高分辨电镜(HREM)、原子力显微镜(AFM)分析,反射率、透射率测试以及薄膜厚度的测试,研究了常压化学气相沉积法硅镀膜玻璃硅薄膜的结构、表面形貌(颗粒数量、大小和分布)对镀膜玻璃反射率、透射率的影响.研究发现不同的制备工艺(沉积温度和基板走速)对薄膜的平均反射率和平均透过率有很大的影响,通过控制合适的工艺参数可以制得具有纳米颗粒镶嵌结构的复合薄膜.具有此种形貌结构的薄膜能在基本部增大透过率的情况下有效减少薄膜镜面反射,减少光污染.     

层状复合结构抗侵彻性能试验与数值模拟

为研究3层及以上层状复合结构和金属丝缠绕材料(Entangled metallic wire material,EMWM)夹芯复合结构的抗侵彻性能,本文设计了4种复合结构:碳化硅陶瓷/超高分子量聚乙烯/钛合金(SiC/UHMWPE/TC4)、SiC/TC4/UHMWPE、SiC/UHMWPE/EMWM/TC4和SiC/...     

金属/微晶玻璃复合涂层析晶行为对涂层抗高温氧化性能的影响

依据目前航空发动机核心热零件所遭受的严苛环境以及微晶玻璃涂层优异的高温防护性能,采用流涂法在航天发动机用镍基合金GH4586表面制备含镍的B₂O₃-Al₂O₃-BaO-CeO₂金属/微晶玻璃复合涂层(Ni/BABC)。利用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜/能谱分析(SEM/EDS)、增重法等测试手段,研究了不同形核剂和不同热处理工艺对B₂O₃-Al₂O₃-BaO-CeO₂组分微晶玻璃晶化行为的影响以及晶化行为对复合涂层抗高温氧化性能的影响。结果表明：4%(质量分数)ZrO₂作为形核剂能达到最好的形核效果,析出晶相为BaAl₂B₂O₇;微晶玻璃的最佳析晶工艺为650℃退火30 h,其退火时间越长,析晶率越高,30 h后析晶率趋于稳定,约为46%;微晶玻璃复合涂层对基体...     

层状复合结构的应力波传播规律及能量耗散机制研究

为研究层状复合结构的应力波特性和能量耗散机制,设计了碳化硅陶瓷/超高分子量聚乙烯/钛合金(SiC/UHMWPE/TC4)和SiC/TC4/UHMWPE两种复合结构,并进行了SHPB(split-Hopkinson pressure bar)试验和数值模拟。基于金属丝缠绕材料(entangled metallic wire material, EMWM)出色的能量耗散性能,设计了SiC/UHMWPE/EMWM/TC4和SiC/TC4/EMWM/UHMWPE复合结构,并进行了SHPB试验。结果表明,复合结构中的EMWM对应力波的透射传播具有延迟和阻碍效应。EMWM复合结构主要通过反射大部分入射能量来耗散冲击能量,相比于其他复合结构主要通过SiC的破坏来耗散冲击能量相比,EMWM复合结构的能量耗散机制更合理,抗冲击性能更好。UHMWPE置于SiC的背部可以充分发挥UHMWPE和EMWM的缓冲性能,减小SiC的损伤。而TC4置于SiC的背部会加剧SiC的损伤。     

电刷镀纳米Ni-P-SiC复合镀层性能的研究

纳米微粒加入镀液可提高镀层的性能,用电刷镀方法制备了纳米SiC/ Ni-P复合镀层,测试了纳米SiC微粒添加量对复合镀层的硬度、耐磨性的影响,探讨了纳米SiC微粒复合镀层的强化机制及Ni-P晶化过程中的强化作用.结果表明,采用电刷镀制备工艺,能在一定程度上改善纳米微粒在镀液中的分散均匀性并能提高复合镀层性能.在Ni-P合金镀液中适量添加纳米SiC微粒(7～10 g/L),纳米SiC微粒在形成复合镀层时能起到硬质点的强化作用,同时在Ni-P晶化过程中还能在细化晶粒中起到再强化作用.不仅能使镀层硬度提高1.5～1.8倍,还能提高其耐磨性.     

ZAO薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能研究

以普通玻璃载玻片为衬底,采用溶胶-凝胶工艺成功地制备出沿(002)晶面择优取向生长的ZAO薄膜.用XRD、SEM、紫外-可见光分光光度计和四探针电阻测试仪进行了结构和性能分析,研究了掺Al3+浓度、镀膜层数和退火温度对ZAO薄膜的晶体结构、形貌及光电性能的影响.当掺杂浓度为1%(原子分数)、镀膜层数为12层、在氩气气氛下经过600℃退火时,得到电阻率为1.37×10-2Ω·cm、可见光范围内平均透射率超过90%的ZAO薄膜.     

电子束蒸发沉积重掺硅薄膜及其在低辐射玻璃上的应用

采用电子束蒸发法以普通玻璃为基板制备了重掺硅薄膜,通过SEM、EDS、透射光谱对其形貌、成分以及透射率进行了测试表征.进一步采用铝诱导低温晶化法在玻璃基板上沉积Al薄膜,对重掺硅薄膜进行铝诱导晶化.XRD测试、电学性能测试以及可见-红外光谱透射率测试结果表明,硅薄膜在温度为300℃以上出现了Si(111)的衍射峰,薄膜的导电性得到了提高,且具有较强的红外反射能力,表明在低辐射玻璃上具有一定的应用价值.同时采用电子束蒸发法制备了结构为glass/Si/Ag/Si的Ag基低辐射玻璃,通过光学性质测试和腐蚀情况观察结果表明硅薄膜具有保护低辐射薄膜的作用.