铜合金垫片表面类金刚石薄膜的制备及其摩擦学性能研究

采用物理气相沉积工艺在黄铜H62垫片上制备了DLC薄膜,对DLC薄膜进行了拉曼光谱分析和截面形貌观察,测试了薄膜厚度、纳米硬度和结合力,进行了磨擦磨损试验,分析了薄膜的减摩耐磨性能。结果表明,在H62铜合金垫片制备碳膜为DLC薄膜,薄膜总厚约2.31μm,底层厚约0.49μm。薄膜纳米硬度22.1 GPa,薄膜与基体结合良好,结合性能HF1级,结合力41.1 N。H62铜合金垫片制备DLC薄膜后,摩擦系数由0.55降至0.25,磨损率由1.3×10^-4 mm³/Nm降至1.1×10^-5 mm³/Nm,具有优异的减磨性能和耐磨损性能。装拆10次后,垫片表面DLC薄膜完整,基本无损伤,满足使用要求。     

PECVD法制备类金刚石薄膜的摩擦学性能

采用射频等离子体增强化学气相沉积法(rf-PECVD),在45钢表面沉积了类金刚石(DLC)薄膜,借助激光拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM),分析了DLC膜的键结构、表面形貌和结构特征,用原位纳米力学测试系统测定了薄膜的硬度.以GCr15钢为摩擦副材料...     

NiTi合金表面镀类金刚石薄膜的生物摩擦学性能研究

用脉冲电弧离子镀在镍钛合金基底上沉积了无氢类金刚石(DLC)薄膜,研究和评价了镀膜样片的体外生物摩擦学特性.结果表明,在干摩擦及润滑条件下,DLC薄膜的体积磨损率仅为NiTi合金的3%～7%,有很好的抗磨损能力.DLC薄膜的减摩效果也很明显,干摩擦条件下最大,达到80%以上,润滑条件下也都达到了70%以上.     

类金刚石薄膜的表面性能研究

利用微波-ECR等离子体源全方位离子注入设备,采用PSII与PSII+PECVD工艺在医用316L不锈钢上制备碳改性薄膜.Raman光谱分析表明,薄膜为典型的类金刚石(DLC) 薄膜.静态接触角测量技术研究表明:在酸碱溶液中,DLC薄膜表面价键遭到破坏,稳定性降低.不同工艺制备的DLC薄膜表面能在40mN/m左右,极性分量大于色散分量,呈现出疏水性质.DLC薄膜表面能高低取决于表面碳碳键与粗糙度的变化.     

PECVD法制备类金刚石薄膜的结构和摩擦学性能研究

采用射频一直流等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅衬底上沉积了类金刚石薄膜。用激光拉曼光谱仪和原子力显微镜对薄膜的结构和表面形貌进行了表征，并用纳米压痕仪测定了薄膜的硬度。用UMT微摩擦磨损试验机考察了薄膜在不同的滑行速度下薄膜的摩擦学性能。结果表明：所沉积的薄膜具有典型类金刚石薄膜的结构特征，薄膜表面光滑致密，硬度较高；薄膜与氧化铝陶瓷球对磨显示出良好的摩擦学性能，随着滑行速度的增加，薄膜的摩擦系数单调降低，但磨损寿命先增加后降低。     

AISI 316L不锈钢表面沉积Ti掺杂类金刚石薄膜及其性能

为了进一步评价医用材料AISI 316L不锈钢表面沉积掺杂Ti类金刚石薄膜的应用性能,采用离子束辅助沉积技术在AISI 316L不锈钢表面沉积了掺杂Ti类金刚石(DLC-Ti)薄膜。分别利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、摩擦磨损试验机、电化学工作站及纳米压痕仪对DLC-Ti薄膜的晶体结构,表面与截面形貌,摩擦磨损性能,电化学性能,硬度和弹性模量进行了表征。结果表明:DLC-Ti薄膜的摩擦系数超低(0.017~0.029)且未出现磨损,自腐蚀电位和点蚀电位相对于基体向正电位方向移动。DLC-Ti薄膜综合性能较好,在整形外科及刀具等应用方面具有很好的前景。     

聚酯表面类金刚石薄膜的制备及疏水性能

采用线性离子束技术在PET基材表面制备类金刚石薄膜,分析薄膜结构、性能随离子束电流的演变规律并研究了薄膜润湿特性与表面形貌、结构、表面能的作用关系。结果表明:沉积在PET表面的类金刚石薄膜具有典型的非晶碳膜结构特征,随着离子束电流的增大sp~2/sp~3比值由0.774增加到1.622,薄膜表面的石墨化程度提高;改性后的PET材料接触角从63.51°增大到103.7°。进一步分析发现,疏水性能的提高归因于材料表面能的降低,表面石墨化程度的提高和微-纳结构的形成是表面能降低的根本原因。此外,疏水的PET材料在500~760 nm可见光范围内具有一定的増透效果,透过率达到88.5%以上。用线性离子束沉积碳膜及刻蚀技术能得到合适的微观形貌和表面化学结构,可在保持基体材料透明性的同时提高PET柔性聚合物材料的疏水性能。     

金刚石薄膜摩擦学性能研究进展

化学气相沉积的金刚石薄膜通常是一种表面粗糙的多晶薄膜,其摩擦系数相对于单晶金刚石明显偏高,制约着其在摩擦学领域的应用.本文介绍了近年来国内外学者为提高金刚石薄膜摩擦学性能而进行的探索研究及其发展现状.简要分析了影响金刚石薄膜摩擦学性能的主要因素,并提出金刚石薄膜应用于摩擦学领域需要重视解决的几个问题.     

金属锌表面超疏水薄膜的制备及其摩擦学性能

通过简单两步法在金属锌表面构筑超疏水薄膜, 锌片首先经N,N-二甲基甲酰胺(DMF)处理在表面构筑微纳结构薄膜, 然后在表面覆盖硬脂酸薄膜以实现超疏水. 采用扫描电子显微镜, 傅里叶红外光谱仪和接触角测量仪等手段表征了超疏水表面的形成机制和表面形貌, 并利用微纳米摩擦磨损试验机研究了超疏水薄膜的减摩耐磨特性. 研究结果发现, 在锌表面形成了一层纳米棒状结构的超疏水薄膜, 水的接触角可达155^o. 超疏水薄膜具有明显的减摩和耐磨特性, 这可归因于DMF处理导致的表面微织构化效应以及脂肪酸自组装薄膜的纳米润滑效应.     

聚酰亚胺薄膜的制备及其摩擦学性能研究

通过浸渍得到了聚酰胺酸薄膜,采用适当的方法对薄膜进行处理之后再进行热亚胺化得到聚酰亚胺薄膜.用DF-PM型动静摩擦系数精密测定装置考察所得到的聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能.用SEM考察了聚酰亚胺薄膜的磨痕形貌和对偶Si3N4陶瓷球表面的转移膜的形貌.结果表明,聚酰亚胺薄膜在与Si3N4陶瓷球对磨时,由于在摩擦过程中,聚酰亚胺能够在对偶面上形成均匀的并且低剪切强度的转移薄膜,因此表现出了优异的减摩与抗磨性能.聚酰亚胺薄膜的摩擦和磨损行为主要取决于薄膜的制备条件.     

掺杂类金刚石薄膜制备及其摩擦性能的仿真研究

在分子动力学(Molecular dynamics,MD)仿真中利用高温加热和快速淬火,模拟制备出分别含有Cu或Si夹杂的类金刚石(DLC)薄膜,再通过刚性压头对表面的磨损,研究了夹杂含量(0%～30%)及位置分布(上、中、下)对材料摩擦性能的影响。仿真制备出的DLC薄膜密度为2.79g/cm~3,sp~2、sp~3杂化比例分别为36%、62%。摩擦结果表明,对于含Si-DLC复合薄膜,Si-C原子成键影响了材料中sp~3杂化比例,造成摩擦力随着夹杂含量的增加而下降;含Cu-DLC复合薄膜中Cu与C不成键,但一定量的Cu原子能够积聚造成滚珠效应,其摩擦力随夹杂含量增加先增后减。当两种夹杂仅分布在薄膜被摩擦的表面区域时,摩擦力均随夹杂含量的增加而下降;而分布在薄膜中间或底层时,表面的形变受到结构的阻碍难于传播到稍远的中间位置或最底层,因此,当中间层和最低层的夹杂含量改变时对表面磨擦性能的影响不大。     

涤纶材料表面类金刚石薄膜的沉积及其抗菌性能研究

采用乙炔等离子体浸没离子注入与沉积(PIII-D)，对医用涤纶(PET)缝合环材料进行表面改性，Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)和衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)的分析结果表明：在涤纶材料表面有效地沉积了一层类金刚石(DLC)薄膜。原子力显微镜(AFM)的图像分析进一步证明表面平均粗糙度从58．9nm降低到11．2mm。细菌粘附实验结果证明沉积了类金刚石薄膜的表面对5种细菌——金黄色葡萄球菌(SA)、表皮葡萄球菌(SE)、大肠杆菌(EC)、绿浓杆菌(PA)和白色念殊菌(CA)的粘附均有明显抑制作用，其中从培养时间为15h的吸附情况比较来看，金黄色葡萄球菌的粘附率降低了70％．表皮葡萄球菌降低了86%。     

类金刚石薄膜在不锈钢表面结合强度及耐腐蚀性研究

类金刚石(DLC)薄膜与不锈钢的结合强度是DLC薄膜应用于血管支架表面改性的关键技术问题.利用磁过滤阴极真空弧源沉积方法在316L不锈钢表面沉积DLC薄膜,研究沉积时基体偏压、薄膜厚度以及钛过渡层对DLC薄膜与基体结合强度的影响.研究结果表明,316L表面制备相同厚度的DLC薄膜,采用-1000V脉冲偏压制备的薄膜结合强度明显优于-80V直流偏压下制备的DLC薄膜;随着DLC薄膜厚度的增大,DLC薄膜与316L基体的结合力下降;316L不锈钢表面制备一层100nm的钛过渡层之后可以改善DLC薄膜的结合状况,并且经过20%的拉伸变形后,DLC薄膜完整,耐蚀性优于未表面处理的316L不锈钢.以上研究结果表明,磁过滤阴极真空弧源方法制备DLC薄膜与316L结合强度高,可以有效的提高316L的耐腐蚀性,是一种具有应用前景的血管支架表面改性方法.     

CVD金刚石薄膜摩擦学性能的研究现状

化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)金刚石薄膜通常是一种表面粗糙的多晶薄膜,其摩擦系数相对于光滑金刚石明显偏高,这制约着其在摩擦学领域的应用。在综合分析近年来该领域研究的基础上,总结了CVD金刚石薄膜摩擦学性能的主要影响因素,并从降低其摩擦系数的角度出发,着重讨论了几种提高CVD金刚石薄膜摩擦性能的途径。     

类金刚石薄膜的制备及其电阻率、光谱特性研究

采用射频磁控溅射法在单晶硅表面制备了类金刚石薄膜;对薄膜的电阻率进行了测量,研究了薄膜的溅射工艺参数,采用拉曼光谱、原子力显微镜、扫描电镜分析了薄膜的结构、表面形貌以及薄膜的截面形貌.结果表明,薄膜中含有sp2、sp3杂化碳原子,拉曼谱高斯拟合峰的ID/IG为3.67;薄膜的电阻率达6×103 Ωcm.最佳溅射气压在0.4 Pa左右,最佳溅射功率在140 W左右;薄膜的表面平整光滑,平均粗糙度低达0.17 nm;SEM形貌表明薄膜由大量大小均匀的碳颗粒组成,薄膜内部十分致密,与基底结合很好.     

非晶金刚石薄膜的制备及其性能研究

本文利用一种新的等离子体沉积技术－真空磁过滤弧沉积制备得到一种无氢的非晶碳膜。ＥＥＬＳ分析表明，这种非晶碳膜几乎不含有ｓ０＾２和ｓｐ杂化键，呈现出高度的金刚石特征，以致可以被称为非晶金刚石膜。     

聚合物表面类金刚石薄膜的制备与应用

聚合物固有的柔软、易老化、不耐磨等特点,使它们的进一步应用受到限制.在聚合物表面制备1层DLC薄膜,将两种材料的优异性能结合起来,将极大地拓宽聚合物应用领域、提高聚合物应用价值.综述了近年来在聚合物表面制备类金刚石薄膜的研究进展,重点将介绍聚合物上DLC薄膜的制备方法、相关核心问题的解决及聚合物上制备DLC薄膜的应用前景.     

AISI 316L不锈钢表面沉积Ti掺杂金刚石薄膜及其性能

为了进一步评价医用材料AISI 316L不锈钢表面沉积掺杂Ti类金刚石薄膜的应用性能,采用离子束辅助沉积技术在AISI 316L不锈钢表面沉积了掺杂Ti类金刚石(DLC-Ti)薄膜.分别利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、摩擦磨损试验机、电化学工作站及纳米压痕仪对DLC-Ti薄膜的晶体结构,表面与截面形貌,摩擦磨损性能,电化学性能,硬度和弹性模量进行了表征.结果表明:DLC-Ti薄膜的摩擦系数超低(0.017～0.029)且未出现磨损,自腐蚀电位和点蚀电位相对于基体向正电位方向移动.DLC-Ti薄膜综合性能较好,在整形外科及刀具等应用方面具有很好的前景.     

掺氮类金刚石薄膜的制备与性能研究

利用空心阴极放电在玻璃基底表面沉积掺氮类金刚石(DLc)薄膜.拉曼光谱(Raman)分析表明,所制备的碳膜具有典型的类金刚石结构.扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析了薄膜表面形貌和粗糙度;利用摩擦磨损仪测量膜的摩擦磨损性能.结果表明,氮的掺入使得薄膜中颗粒致密平整,改变了薄膜的表面微观形貌,进而改善了薄膜的摩擦磨损性能.     

奥氏体不锈钢表面硬质薄膜的制备与性能研究

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢基片上分别制备了TiN薄膜和Al2O3薄膜,并用XRD、SEM和显微硬度等测试手段对沉积态和退火态薄膜进行表征,分析了不同工艺参数对薄膜的沉积速率、结构和性能的影响,从而得到最佳工艺参数。TiN薄膜在沉积气压为1．5Pa,氩氮比为16：16时薄膜的硬度值最大为16．0GPa。Al2O3薄膜在沉积气压为0．5Pa,氩氧比为10：1时薄膜的硬度值可达25．2GPa。