DLC层厚度对CNx/DLC多层膜结构及摩擦学性能的影响

采用直流磁控溅射法在硅基底上交替沉积类金刚石碳(DLC)和氮化碳(CNx)薄膜,制备了不同DLC层厚度的CNx/DLC纳米多层膜。使用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子谱、Raman光谱等测试手段表征了薄膜的微观组织形貌、化学成分和原子价键结构等。采用原位纳米压入技术、涂层附着力划痕仪、球盘式摩擦磨损试验机对薄膜的力学和摩擦学性能进行了测试。结果表明:所制备的CNx/DLC多层膜均为微晶或非晶结构,组织致密。随着DLC层厚度的减小,多层膜内sp3杂化键的含量先升高后下降,压应力由135 MPa增至538 MPa,结合力先上升后降低,而磨损率则呈相反变化趋势。多层膜在大气和真空中的摩擦因数约为0.17和0.15,DLC层厚度的影响很小。DLC层厚度为4.5 nm的多层膜的性能最佳,硬度可达44.1 GPa,最低磨损率为3.2×10-18m3/(N·m)。     

CrN/DLC复合薄膜的制备及其摩擦学性能研究

采用阴极电弧离子镀技术沉积了厚度为16μm左右的CrN膜层,然后在其上以阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源复合技术沉积了厚度约3μm的类金刚石(DLC)膜层,分别用扫描电镜、显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验仪分析和测试了CrN、DLC、CrN/DLC等3种膜层的表面和截面形貌,厚度,显微硬度,结合力以及耐磨损性能。结果表明,采用上述方法制备的CrN/DLC复合膜具有良好的综合性能,膜层界面明晰、结构致密,膜基结合力大于60 N,显微硬度达到2200~2600 HV,磨损率为1.8×10~(-16)m~3/(N·m),耐磨损性能优于CrN和DLC单层膜。     

TiN-Ti-DLC等多层复合膜的摩擦学性能研究

在一台УВНИПА 1型双激发源等离子弧薄膜沉积装置上制取TiN Ti DLC、及其含有软金属Cu或PTFE覆盖膜的多层复合涂层。摩擦磨损试验在一台球 盘滑动磨损试验机上进行。结果表明,以TiN和DLC膜为主体的多层复合涂层具有较高的摩擦学特性,过渡金属钛层、软金属和聚四氟乙烯覆盖层可以降低摩擦系数33%～50%,对磨擦表面磨损减少90%。     

类金刚石和硅氮类薄膜在人工关节表面的摩擦学性能

类金刚石(DLC)和Si–N薄膜都是具有两性分子特性的超硬薄膜,从薄膜的机械强度、摩擦系数、表面能态等方面分析了两类薄膜作为生物机械膜层的性能。Si–N薄膜在与胎牛血清模拟体液环境接触时,表面张力相对于DLC薄膜小,表现出极强的亲水性。Co合金被覆DLC和Si–N薄膜能使显微硬度分别提高7倍及3倍。DLC薄膜的被覆显著提高了钴合金的显微硬度,但在胎牛血清(FBS)中与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的摩擦磨损实验中,摩擦系数变化不大;钴合金被覆Si–N薄膜后在FBS中对磨UHMWPE摩擦系数低至0.02,Si–N薄膜有望成为新型的生物机械保护膜层。     

类金刚石薄膜在人工关节摩擦副表面改性进展

类金刚石（DLC）薄膜由于其优异的减摩耐磨性以及良好的生物相容性被引入到人工关节材质中。该文综述了DLC薄膜在人工关节摩擦副表面改性的研究现状,包括DLC薄膜的分类和制备方法。尽管该薄膜已被研究数十年,但在人体复杂的生理力学环境中高负荷摩擦腐蚀等综合作用下,仍存在高内应力导致结合力不足,从而限制其在人工关节领域的应用。该文介绍了降低DLC薄膜内应力提高膜基结合力的方法和DLC薄膜生物相容性的研究进展。最后,对不同DLC薄膜人工关节摩擦副的研究进展进行了阐述。根据该综述,提出厚的无氢DLC涂层（高sp3含量）,且在两个滑动表面上均有DLC薄膜的人工关节副具有优异的耐磨性,对于承重植入体应用至关重要。     

电化学沉积石墨烯/DLC复合薄膜的腐蚀性能研究

阐述了液相电化学沉积法制备类金刚石碳基(DLC)复合薄膜,以无水甲醇为碳源,自制的石墨烯为掺杂剂,在单晶硅基底上电化学沉积制备得到RGO/DLC复合薄膜,利用TEM、AFM、Raman、XPS等表征手段对复合薄膜的表面形貌及微观结构进行了研究,发现石墨烯在DLC复合薄膜中均匀分散,掺杂结果表明所得薄膜主要成分为C、O;电化学腐蚀测试结果表明所得薄膜在Na Cl溶液中具有较好的抗腐蚀性能。     

兰州化物所二硫化钼/类金刚石碳复合薄膜研究取得系列进展

正中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室辐照环境下润滑与防护材料组王鹏、许佼近年来一直致力于TMD/DLC二元复合及其多元掺杂薄膜的研究。近期,该课题组首次成功制备了Mo-S-N二元复合薄膜以及Mo-S-C-N多元复合薄膜,并对其性能进行了深入研究。结果表明:非金属元素C/N共掺杂使溅射薄膜表面更为致密平整,断面柱状结构特     

射频感应耦合化学气相沉积类金刚石薄膜的摩擦性能研究

采用射频感应耦合离子源（ICP）在硅基底上沉积了DLC薄膜,通过原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱对DLC薄膜的表面形貌及结构进行了分析表征,用UTM-2摩擦磨损试验仪对薄膜的摩擦学性能进行了测试。结果表明,利用该方法沉积制备的DLC薄膜具有良好的减摩抗磨性能。     

类金刚石薄膜对Low-E膜系的保护作用分析

采用射频等离子体增强化学气相沉积法(RF-PECVD),在Low-E玻璃表面沉积类金刚石(DLC)薄膜作为保护层,通过耐洗刷试验和耐酸腐蚀试验研究了DLC薄膜对Low-E膜系的保护作用;同时对镀DLC薄膜的Low-E玻璃进行热处理,研究热处理后Low-E玻璃膜层结构、低辐射性能和光学性能的变化;然后通过摩擦磨损实验对镀DLC膜提高Low-E玻璃耐洗刷的原因进行分析。结果表明:DLC膜能够有效提高Low-E玻璃耐洗刷性和耐酸腐蚀性;并且DLC膜可以通过热处理去除,且热处理后的Low-E低辐射性能和光学性能未受到影响;一定厚度DLC膜能够有效降低Low-E玻璃摩擦系数,是提高Low-E玻璃耐磨性的主要原因。     

类金刚石薄膜在人工关节摩擦副表面改性进展

类金刚石(DLC)薄膜由于其优异的减摩耐磨性以及良好的生物相容性被引入到人工关节材质中。该文综述了DLC薄膜在人工关节摩擦副表面改性的研究现状,包括DLC薄膜的分类、制备方法及内应力。介绍了提高DLC膜基结合力的方法及DLC薄膜生物相容性的研究进展。接着,对不同DLC薄膜人工关节摩擦副的研究成果进行了阐述。最后,针对DLC薄膜存在的问题提出了今后DLC薄膜人造关节的研究方向。     

手表装饰用类金刚石薄膜的性能研究

采用多弧离子镀与离子束辅助磁控溅射复合工艺在316L不锈钢上制备了手表装饰用类金刚石(DLC)梯度薄膜(Cr–WC–DLC),研究了薄膜的外观、组成、硬度、耐蚀性、耐磨性、防刮花性能及结合力。结果表明,该方法制得的DLC梯度薄膜呈亮黑色且均匀一致,硬度达28GPa,sp~3结构含量约53%,具有优良的结合强度和耐蚀、耐磨、防刮花性能,是理想的手表用装饰性膜层。     

掺硅类金刚石薄膜的制备及其微观机械性能研究

采用射频感应耦合离子源（ICP）在硅基底上沉积了DLC薄膜,并利用离子束溅射固体单晶石墨的方法掺入Si元素。通过原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱对DLC薄膜的表面形貌及结构进行了分析表征。并用UTM-2摩擦磨损试验仪对薄膜进行了刻划测试,通过临界载荷的对比,分析了掺硅和纯DLC薄膜与基底的结合能力。结果表明,掺硅DLC薄膜具有良好的膜-基结合能力。     

渗氮热作模具钢上CrN/TiAlN复合薄膜的高温耐磨性

对H13热作模具钢进行了渗氮处理(渗氮样品),再利用电弧离子镀技术在其上沉积了CrN/TiAlN复合薄膜(复合镀膜样品)。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和维氏显微硬度计表征了所得膜层的相组成、微观形貌、元素组成和维氏硬度。通过模拟铝合金挤压过程中的承受工况,进行了高温周期性加载摩擦试验,研究了渗氮样品及复合镀膜样品分别与6063铝棒对磨后的磨损情况。结果表明:相比渗氮样品,复合镀膜样品的摩擦因数更低,铝的粘附量和磨损失重分别减少了61%和58%。     

多层共挤出薄膜技术的发展概况

多层共挤出薄膜技术是当前广泛应用的1种先进的高聚物复合薄膜加工成型方法,文章对近几十年来高聚物复合薄膜多层共挤出的试验发展以及多层共挤出技术装备的发展进行了回顾.多层共挤出薄膜技术的发展主要体现在复合共挤出机头结构的设计改进.介绍了多层共挤出薄膜技术的发展轨迹,从而为今后的研究和多层复合薄膜的产业化提供依据.     

一种固液复合润滑材料的真空摩擦学性能

要利用磁控溅射设备在单晶硅表面制备了Ti掺杂的DLC薄膜。研究了类金刚石薄膜和磷酸二丁酯单丁胺离子液体组成的固液复合润滑体系在真空度约为10~(-5)Pa条件下的摩擦学性能,采用非接触式三维表面轮廓仪对薄膜表面形貌和磨痕形貌进行观察分析。结果表明:该体系在高真空下具有较低的摩擦系数和良好的抗磨损性能。相比于Ti掺杂的DLC薄膜,复合体系磨损率低近一个数量级。     

碳氧化硅过渡层对玻璃基DLC薄膜性能的影响

采用射频-直流磁控溅射法,首先通过不同沉积时间在普通玻璃基底表面得到了不同厚度的碳氧化硅过渡层,然后在过渡层上沉积DLC薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、共焦显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、全自动显微硬度仪、紫外可见分光光度计,研究了不同沉积时间下碳氧化硅层对DLC薄膜的结构组成、表面形貌、表面硬度、可见光区域内透过率性能的影响.结果 表明,随着沉积碳氧化硅层时间的增加,DLC薄膜样品硬度先增大后减小,可见光区平均透过率逐渐下降;当沉积过渡层时间为5 min时,DLC薄膜样品的玻璃硬度值最大(795 HV),相比未镀膜的玻璃基片(610 HV),硬度值增加了30.33％,可见光区域内平均透过率为58.47％.     

PECVD类金刚石涂层的结构及其摩擦腐蚀行为

采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)在316L不锈钢上制备类金刚石(DLC)涂层,系统地研究了所制备类金刚石涂层的表面形貌与结构、不同载荷下的摩擦磨损行为以及NaCl溶液(3.5 wt%)中不同腐蚀时间下的腐蚀行为。研究结果表明：制备的DLC涂层是由sp³键和sp²键杂化形成的非晶碳结构,其中sp²-C含量大于sp³-C,具有典型的类金刚石碳特征;DLC涂层结构致密,表面平滑,粗糙度仅为Ra=12.1 nm,能够与316L不锈钢基体结合紧密;DLC涂层的接触角为59.44°,说明涂层表现出一定的润湿性;摩擦磨损测试结果表明DLC涂层具有良好的润滑效果,摩擦系数能低至0.07～0.16,磨损率低至(3.85～6.71)×10^-7 mm³/(N·m);电化学测试得到DLC涂层自腐蚀电流密度为6.72×10^-6 A·cm^-2,阻抗模值高达7.05×10⁴Ω·cm^-2...     

液相等离子体电沉积制备类金刚石薄膜

采用等离子体电沉积法在水–乙醇电解液中制备了类金刚石(DLC)薄膜,工艺条件为:乙醇和水的体积比4∶1,KCl 3 g/L,电流密度500~800 mA/cm2,电压1 500 V,时间4 h。研究了电流密度和电极间距对DLC薄膜的显微硬度、厚度和表面形貌的影响。结果表明,电流密度和电极间距都对电极表面气泡区域厚度、均匀程度、稳定性及电极表面电荷密度有较大影响,适宜的电流密度和电极间距分别为600~700 mA/cm2和6~10 mm。采用较佳工艺制得的DLC膜表面平整均匀,为多晶结构,摩擦因数约为0.13。     

中国塑料专利

<正>专利名称：用于制造类金刚石薄膜涂敷的塑料容器的设备及其制造方法专利号：CN1479683公开日：2004．03．03一种用于DLC薄膜涂敷的塑料容器的生产装置及生产方法,能同时在多个塑料容器内表面上形成DLC(类金刚石)薄膜,并减小薄膜厚度的变化。一种用于DLC薄膜涂敷的塑料容器的生产装置,用于同时形成多个DLC薄膜,特征在于包含其中可以独立地平行放置多个塑料容器的柱     

类金刚石/对称N-梯度CNx多层膜的制备及摩擦性能EI北大核心CSCD

采用直流磁控溅射技术在Si基底上制备了不同CN_(x)层厚度的类金刚石(DLC)/N-梯度CN_(x)纳米多层膜(N含量梯度呈对称的倒"U"形)。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、Raman光谱仪、X射线光电子能谱仪、划痕仪、球盘式摩擦磨损试验机等对多层膜的微观结构、力学性能以及真空和大气中的摩擦学特性等进行了表征。结果表明:多层膜表面平整光滑,均为非晶结构。随着对称N-梯度CN_(x)层厚度的增加,多层膜的表面粗糙度增大,硬度、弹性模量和膜基结合力逐渐降低,磨损率增加。多层膜在真空中的耐磨性比大气中的好。N-梯度CN_(x)层厚度小于30 nm的多层膜的硬度可达21.9~23.1 GPa,膜基结合力为54.2~54.3 N;在大气中的摩擦因数约为0.19,磨损率为(0.98~1.16)×10^(-16)m^(3)/(N·m),在真空中的摩擦因数约为0.18,磨损率为(0.83~0.88)×10^(-16) m^(3)/(N·m)。