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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)。 相似文献
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TiN-Ti-DLC等多层复合膜的摩擦学性能研究 总被引:2,自引:0,他引:2
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%。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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%. 相似文献
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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... 相似文献
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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)。 相似文献