退火温度对碳氮薄膜的纳米力学和纳米摩擦性能的影响

采用微波电子回旋共振化学气相沉积技术制备了氮含量不同的碳氮薄膜，采用真空退火技术对碳氮薄膜进行了退火处理，并且利用Laser Raman谱仪和Hysitron纳米力学测试系统对碳氮薄膜的结构、纳米力学以及纳米摩擦特性进行了研究。结果表明：随着退火温度的升高，碳氮薄膜中的sp^2含量降低，sp^2含量增加，而薄膜的纳米力学性能如纳米硬度和弹性模量则随之明显下降。在栽荷相同的条件下，不同氮含量的沉积态碳氮薄膜均表现出基本相同的摩擦系数值。但退火处理会显著改变碳氮薄膜的摩擦系数，氮含量相同时，退火温度越高，摩擦系数越大。但是，摩擦系数随退火温度增大的程度与薄膜中氮含量有关。     

磁过滤阴极真空弧沉积法制备TiAlN薄膜的研究

采用磁过滤阴极真空弧沉积技术在不同的真空室压强（N2流量）状态下制备TiAlN薄膜，讨论了N2流量对TiAlN薄膜各项性能的影响。并对薄膜的成分、结构和性能进行了测试。测试结果表明：获得薄膜较好，真空室压强对薄膜的厚度、摩擦系数和纳米硬度都有着重要的影响。     

掺氮TiO_(2-x)N_x薄膜托槽的制备及其性能研究

利用射频磁控溅射制备了氮掺杂TiO2-xNx薄膜托槽,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段表征了托槽表面薄膜的结构、形貌,并通过原子力显微镜(AFM)、多功能材料表面试验仪等研究了TiO2-xNx薄膜与基底托槽的附着力、TiO2-xNx薄膜托槽的表面粗糙度以及表面摩擦系数。结果表明制备的托槽表面为均一的锐钛矿相结构TiO2-xNx薄膜,晶粒粒径为30nm,纳米TiO2-xNx薄膜托槽表面致密、平整,薄膜与托槽衬底结合紧密、附着性好,托槽表面粗糙度降低,摩擦系数变小,改善了托槽表面性能,为抗菌性研究奠定了基础。     

不可忽视的薄膜粘连问题

自动包装线的运行中往往遇到包装膜拉断、打滑、包装生产线断流等生产性问题，许多人将其归结于薄膜的摩擦系数的问题。可测试摩擦系数的结果显示并没有不合格，这是什么原因呢，这就要用到一个日常很少有人注意的物理量——粘连（blocking）。     

超爽滑 BOPP 薄膜的研究

研究开发了一种超爽滑BOPP 薄膜,并对其性能进行了30 d 的跟踪测试。结果表明,超爽滑BOPP 薄膜的拉伸性能、光学性能和热收缩率很稳定;薄膜的摩擦系数低于0. 15,远低于常规产品摩擦系数为0. 25 的要求,并且相对平稳,使得薄膜具有持续稳定的超爽滑性能。     

常温生长类金刚石薄膜的实验研究

利用射频等离子体增强化学气相沉积(RFPECVD)工艺在常温下实现在不锈钢、硅片、玻璃等基底上大面积沉积类金刚石(DLC)膜.薄膜表面光滑致密,与衬底的结合力较高.用Raman,FTIR,SEM,EDX研究了薄膜的形貌、结构与组分.用栓-盘摩擦磨损试验机测试了薄膜的摩擦系数.通过优化沉积参数,所沉积的DLC膜在与100Cr6钢球对磨时摩擦系数低于0.01.在摩擦过程中DLC膜的磨损机制借助SEM进行了研究.     

BOPP薄膜摩擦系数研究

主要研究了润滑剂、薄膜表面结构、抗粘连剂和高温使用条件对BOPP薄膜摩擦系数的影响，介绍了摩擦系数对BOPP薄膜包装的影响。     

不同弧源电流TiN薄膜的表面形貌及其摩擦学性能研究

本文使用AIP-01型国产多弧离子镀膜设备,采用不同的弧源电流在不锈钢衬底及Si片上制备了TiN薄膜,对其硬度、表面形貌以及摩擦系数等进行了测试,从电弧沉积的物理机制角度详细分析了弧源电流对TiN薄膜表面熔滴的影响,结果表明:随着弧源电流的增大,薄膜沉积速率增大、硬度提高,但薄膜表面熔滴(MP)数量增多、尺寸变大,表面粗糙,摩擦系数增大,因此控制最佳弧源电流来获得最好的薄膜性能是离子镀TiN薄膜的关键问题之一.     

TC4钛合金表面电弧离子镀TiN/CrN纳米多层薄膜研究

用电弧离子镀技术在TC4钛合金基体上通过改变偏压制备了4组TiN/CrN薄膜,对薄膜的表面形貌、厚度、相结构、硬度、膜基结合力和摩擦系数等组织、性能进行了测试表征。结果表明,薄膜是由TiN相和CrN交替叠加构成的纳米多层薄膜,薄膜的调制周期为60 nm,总的厚度约为480 nm。与基体钛合金相比,镀膜后样品的表面性能与偏压幅值密切相关并有显著提高:显微硬度从基体的3 GPa提高到16.5~24.7 GPa;摩擦系数从基体的0.35大幅度降低到0.14~0.17;薄膜与基体结合牢固,膜基临界载荷在60~80N之间。经电弧离子镀TiN/CrN纳米多层薄膜处理后,TC4钛合金可以满足沙粒和尘埃磨损条件下的耐磨性能要求。     

硫化温度对硫化钨薄膜摩擦性能的影响

采用硫化法以3Cr13马氏体不锈钢为基片制备硫化钨薄膜,研究了硫化温度对薄膜性能的影响.结果表明,硫化温度对硫化钨薄膜的表面形貌和结晶率有明显影响,但对膜层的化学成分影响不大,薄膜能够有效改善不锈钢基体的摩擦学性能.随着硫化温度的升高,摩擦系数降低,测试环境和测试条件对薄膜的摩擦系数也有一定影响.     

强流脉冲电子束辐照TiN薄膜表面形貌与性能研究

利用强流脉冲电子束对Ti N薄膜进行辐照处理。辐照加速电压25 k V,辐照能量密度5 J/cm2,脉冲次数10,20次。使用扫描电镜观察强流脉冲电子束辐照后薄膜表面与截面形貌,原子力显微镜测试薄膜表面粗糙度,X射线衍射测试表面物相组织,划痕仪、纳米硬度计和摩擦试验机测试薄膜机械性能。研究表明:强流脉冲电子束辐照后,Ti N薄膜表面发生了重熔,薄膜表面粗糙度增加,薄膜的物相组织、纳米硬度和摩擦系数没有发生明显变化。强流脉冲电子束辐照可以增加薄膜与基体的结合力,从7.4增加到15 N。     

宽温域下MoCN、 MoCN+MoS2及MoCN+C薄膜的摩擦磨损性能

为了研发用于航空发动机与燃气轮机的在宽温域下具有低摩擦系数和低磨损率的涂层,采用非平衡磁控溅射技术在718镍基高温合金及单晶硅片基体上沉积了MoCN单层、MoCN和MoS2双层及MoCN和C双层3种薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜的表截面形貌、成分及相结构进行了表征,利用MTS Nano Indenter G200系统测试了薄膜的硬度和弹性模量,并利用高温摩擦磨损试验机(CSM)对3种薄膜进行了不同温度下(25,300,500℃)的摩擦测试,系统研究了宽温域下3种薄膜的摩擦学机理.结果 表明:常温下,MoCN和C双层薄膜显示出最低的摩擦系数0.09,磨损机制主要为黏着磨损,而MoCN单层薄膜的摩擦系数最大,摩擦机制主要为磨粒磨损;当摩擦温度上升到300 ℃时,MoS2和C顶层通过抑制MoCN薄膜的氧化而改善薄膜的摩擦学性能;而摩擦温度为500℃时,3种薄膜均发生严重的氧化行为,但高温下生成的自润滑相MoO3使得摩擦系数降低,且3种薄膜的摩擦系数值较接近.     

磁控溅射TiN/Si3N4纳米复合膜的制备及其环境摩擦学特性

在高速钢基体上直流磁控溅射制备TiN/Si3N4纳米复合薄膜.用EDS、XRD、SEM、TEM、HRTEM等对薄膜的组织结构和形貌进行了表征.采用划痕仪和球-盘式摩擦仪分别测试了薄膜的结合力和在大气及真空中的摩擦学性能.结果表明,TiN/Si3N4复合薄膜由纳米TiN相镶嵌于非晶态Si3N4基体内构成.薄膜中Si含量的增加可抑制纳米TiN相的长大,降低薄膜摩擦系数,薄膜的摩擦学性能得到改善.溅射气压升高导致薄膜呈柱状结构,结合力下降,摩擦系数和磨损率上升.0.2Pa下制备含12.9at.%Si的TiN/Si3N4复合薄膜在潮湿空气和真空中均具有良好的摩擦学性能.     

SiO2对低密度聚乙烯摩擦性能与力学性能影响的研究

防粘剂可以改善聚乙烯的摩擦性能,起到爽滑的作用.为了定量的描述SiO2防粘剂对聚乙烯摩擦系数的影响,在低密度聚乙烯中加入沉淀法合成的SiO2改善其摩擦性能,并对其摩擦与力学性能进行测试与分析.实验结果表明:SiO2可以明显降低LDPE薄膜的摩擦系数;材料的力学性能没有发生太大的变化;且SiO2的加入提高了LDPE薄膜的极性.     

磁控反应溅射MoS2/Ti/C复合薄膜的组织结构及摩擦磨损性能

为了提高MoS2薄膜在室温潮湿大气条件下的摩擦磨损性能,通过磁控反应溅射制备了MoS2/Ti/C复合薄膜.采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜的成分、相组成和形貌进行表征,采用纳米压痕仪测试薄膜的结合力、纳米压痕硬度,采用多功能微摩擦磨损试验机测试薄膜的摩擦系数,并采用...     

脉冲真空电弧离子镀在不锈钢上沉积类金刚石薄膜的研究

利用脉冲真空电弧离子镀技术在3Cr13不锈钢上制备了类金刚石(DLC)薄膜,通过Raman光谱分析了膜的结构特征,采用摩擦磨损试验机测试了薄膜在不同载荷下的摩擦系数,运用划痕仪研究了膜基的结合强度.结果表明:所镀制的薄膜具有典型类金刚石结构特征,膜中ID/IG为1.33;摩擦系数随着载荷的增大而减小,载荷为5 N,转速120 r/min时的摩擦系数为0.12;Ti过渡层的引入显著地提高了膜基结合力.     

ECR—PECVD制备Si3N4硬质陶瓷薄膜的研究

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积（ＥＣＲ－ＰＥＣＶＤ）技术制备了Ｓｉ３Ｎ４薄膜。利用显微硬度计测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的表面微硬度。由摩擦测试机对ＳｉＮ４薄膜的摩擦性能进行了测试分析。结果表明，Ｓｉ３Ｎ４薄膜的摩擦系数和单位时间的磨损量较小，该膜具有良好的耐磨性和耐划伤能力。     

钼薄膜的制备、力学性能和磨损性能

采用直流磁控溅射技术在GCr15轴承钢底材上沉积了钼薄膜。利用XRD，AFM对不同负偏压下沉积的钼薄膜的结构和表面形貌进行了表征；利用纳米压痕仪对薄膜的硬度和膜基结合强度进行了测定；最后利用DF-PM型动静摩擦系数精密测定仪和扫描电镜(SEM)研究了薄膜的硬度、残余模量与负偏压的关系。结果表明：利用直流磁控溅射法制备的钼薄膜的硬度随负偏压的变化存在最大值，另外负偏压还影响薄膜的微结构、粗糙度以及膜基结合力，但负偏压的改变对钼薄膜的摩擦系数影响不大。     

离子束流和基底温度对ZrN/TiAlN纳米多层膜性能的影响

本文利用高真空离子束辅助沉积系统(IBAD),在室温下制备了ZrN、TiAlN和一系列ZxN/TiAlN纳米多层膜,利用XRD、纳米力学测试系统和多功能材料表面性能实验仪,分析了束流和基底温度对薄膜的微结构和机械性能的影响.结果表明大部分多层膜的纳米硬度与弹性模量值都高于两种个体材料硬度的平均值,当辅助束流为5 mA时,多层膜硬度达到30.6 GPa.基底温度的升高,会显著降低薄膜的残余应力,但对薄膜的硬度,摩擦系数没有明显影响.     

射频磁控溅射法沉积SiC-Al薄膜的摩擦特性

利用射频法非平衡磁控溅射设备在钛合金板上沉积了非晶态SiC-Al薄膜。为了降低薄膜的摩擦系数,在薄膜中添加Al原子,同时Al也被选择为中间过渡材料来提高界面结合强度和防止界面氧化。研究结果表明:薄膜摩擦系数随着Al原子含量的增加而先减后增,并在Al含量为0.97%时达到最小值。SiC-Al薄膜对SiC和Al2O3陶瓷材料的摩擦系数比对不锈钢材料的摩擦系数低,但它与SUJ2轴承钢之间的摩擦系数最低,在0.04~0.07之间。当把Al作为中间过渡材料时,SiC-Al薄膜的破坏寿命达到了20000循环以上,明显改善了薄膜的界面结合强度;当Al中间过渡层的厚度超过0.2μm以上时,薄膜破坏表现为磨损而不发生剥离现象。另外,薄膜的耐磨强度随着Al含量的增加有所增强。