医用316L不锈钢表面沉积Fe／Pt和Pt／Fe／Pt磁性薄膜的研究

采用真空电弧离子镀技术，在316L医用不锈钢基片上沉积Fe／Pt和Pt／Fe／Pt多层膜。Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜在初始沉积态是无序的fcc结构，经扩散热处理，发生相变，转变为fct有序结构的L10型Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜。经SEM、XRD分析和磁性测量表明：316L医用不锈钢表面可沉积均匀致密的Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜，经扩散热处理后，Fe—Pt形成了明显的扩散层，fcc结构的Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜部分转变为了fct结构，通过硬磁fct相与软磁fcc相的交换耦合作用，剩磁有了很大的提高。     

医用316L不锈钢支架表面沉积(Fe/Pd)n薄膜的研究

采用真空电弧离子镀技术,在医用316L不锈钢支架上沉积近等原子比的(Fe/Pd)n多层膜.用X射线衍射、扫描电镜、电子能谱研究(Fe/Pd)n多层膜的晶体结构、形貌和成分,分析相的转变.用CTCC-1数字磁通磁场测量仪测量样品的磁性.结果表明:医用316L不锈钢支架表面磁性膜的最佳结构为"Pd/Fe/Pd",经扩散热处理后,(Fe/Pd)n薄膜从fcc结构转变为fct结构,薄膜均匀、致密、结合强度良好,有效磁场强度可达5×10-4 T以上,有效磁性可维持6个月.     

316L不锈钢血管内支架表面Fe/Pd磁性膜的制备与生物学效应

以医用316L不锈钢血管支架为基体,采用电弧离子镀技术在其表面制备Fe/Pd磁性薄膜.通过激光扫描共焦显微镜、数字磁通磁场测量仪分析薄膜的表面形貌、表面粗糙度及表面磁性膜支架的磁性能,并通过动物体内实验研究Fe/Pd磁性膜支架的生物学效应.结果表明:Fe/Pd磁性膜支架表面光滑,并具有良好的生物学效应,显著地促进了血管内皮再生,同时有效地抑制了血管内膜过度增生和血管壁的炎症反应.     

钛表面沉积Fe-Pd磁性薄膜的研究

采用电弧离子镀设备，以高纯Fe靶和Pd靶为原料，在TA1工业纯钛表面先后沉积Fe，Pd2层单金属薄膜。对样品分别进行700℃～1100℃，保温0．5h～3h的真空退火处理，使Fe膜和Pd膜之间形成扩散层，制备FePd磁性膜。重点研究了Fe，Pd及钛衬底之间的百扩散机制，膜层结构，薄膜的相组成。结果表明：在700℃，0．5h处理后FePd薄膜的合金化较好：在900℃，1h处理后虽有FePd相形成，但基体中的Ti已经扩散至表面：温度高于900℃且保温时间长于1h处理，不利于FePd膜的形成。     

元素扩散对Cr2O3陶瓷薄膜结构和摩擦学性能的影响

目的 通过高温热处理,不同基材会发生不同的组织演变,研究了组织演变对基材中金属元素高温扩散的影响,从而判断其对多弧离子镀制备Cr2O3陶瓷薄膜形貌、结构以及摩擦学性能的影响。方法 利用多弧离子镀技术在不同基材表面(Inconel 718合金、IC10合金、45钢、316不锈钢)沉积Cr2O3薄膜。使用扫描电子显微镜(SEM)和冷场发射扫描电镜(FESEM)分析了基材和薄膜高温退火前后的表面形貌,并且利用EDS分析了基材和薄膜表面的元素含量变化。采用X射线衍射仪(XRD)对Cr2O3薄膜进行物相分析,使用往复摩擦磨损试验仪、三维轮廓仪以及扫描电子显微镜分析了基材和薄膜退火前后的摩擦学性能。结果 热处理后基材中的元素会扩散到其表面,Inconel 718合金、IC10合金和45钢热处理后,其摩擦因数降低。在Inconel 718合金和316不锈钢表面沉积的Cr2O3薄膜高温退火后,基材中的金属元素沿着Cr2O3薄膜晶界扩散至薄膜表面,并与大气中的O2反应形成三元氧化物。Cr2O3薄膜经1 000 ℃退火后,Inconel 718合金中的Ti元素扩散至Cr2O3薄膜表面形成类网状凸起结构,且薄膜表面形成CrTiO3和Cr2O3混合相,316不锈钢中的Mn元素扩散至Cr2O3薄膜表面形成尖晶石结构的MnCr2O4相,45钢表面上沉积的Cr2O3薄膜在850 ℃退火后薄膜表面形成以Fe元素为主的大颗粒,薄膜表面物相为Fe2O3和Cr2O3混合相,IC10合金表面上沉积的Cr2O3薄膜表面没有发现基材中的金属元素,主要物相为Cr2O3相。Cr2O3薄膜退火后摩擦因数降低至0.45左右。结论 Inconel 718合金、45钢以及316不锈钢中的金属元素扩散至薄膜表面时,其对Cr2O3薄膜的物相组成、表面形貌以及摩擦学性能有很大的影响。IC10合金表面上沉积的Cr2O3薄膜热处理后,磨损寿命较低。Inconel 718合金表面上沉积的Cr2O3薄膜具有优异的摩擦学性能。     

电弧离子镀氧化铬涂层的组织结构及硬度

采用电弧离子镀方法在不锈钢基体上沉积Cr2O3薄膜，研究了氧流量和脉冲偏压对薄膜相结构、沉积速率、表面形貌、薄膜硬度的影响。结果表明，氧流量和脉冲偏压对薄膜的相结构有较大的影响，在氧流量为130cm^3／s、脉冲偏压为-100V时，出现Cr2O3{001}面择优取向；氧流量增高，脉冲偏压增大时，薄膜的表面形貌得到改善；在脉冲偏压为-200V、氧流量为130cmf^3／s时，可获得符合Cr2O3化学计量比的薄膜，其硬度达到36GPa。     

表面Pd/Fe薄膜对316L不锈钢生物相容性的影响

采用表面有和无Pd/Fe薄膜的316L不锈钢样品进行溶血实验;提取样品浸提液进行细胞毒性实验,包括形态学观察、四唑盐(MTT)比色法测定和细胞相对增殖度(RGR)计算,以研究评价表面Pd/Fe薄膜对316L不锈钢生物相容性的影响.结果表明:与未镀膜的316L不锈钢相比,表面镀Pd/Fe的316L不锈钢的溶血率显著下降,而表面细胞数量和RGR显著增大,即表面Pd/Fe薄膜可显著提高316L不锈钢的生物相容性.     

脉冲偏压电弧离子低温沉积TiN硬质薄膜的力学性能

利用直流和脉冲偏压电弧离子镀技术沉积TiN硬质薄膜，研究了不同偏压下基体的沉积温度、薄膜的表面形貌及力学性能．结果表明，与直流偏压相比，脉冲偏压可以明显降低基体的沉积温度，大大减少薄膜表面的大颗粒污染，改善表面形貌，而薄膜的综合力学性能仍保持良好，说明利用脉冲偏压技术是实现电弧离子镀低温沉积的有效途径．     

Pd镀层对DD3合金扩散性能的影响

以高温合金DD3为基材，利用电镀工艺得到10μm的Pd镀层，然后在1050℃分别做4h和14h真空热处理，以研究Pd镀层的阻扩散行为。XRD和SEM／EDS的分析结果表明，电镀后的DD3表面得到的是单一的Pd镀层，但经过1050℃，4h和14h的真空热处理之后，基体中的元素如Al，Cr，Co和Ni等会通过Pd镀层扩散到表面，说明Pd镀层本身不能作为阻止基体元素扩散的涂层用于DD3的基体之上。     

渗铝-真空预氧化制备FeAl/Al2O3防氚渗透涂层性能

在核级316L不锈钢基体上,采用固体埋层渗铝和真空预氧化工艺制备FeAl/Al2O3防氚渗透自修复涂层,研究了这种渗铝氧化涂层的表面形貌、化学成分、相组成以及涂层表面纳米级氧化膜的厚度的SEM/EDS、XRD、XPS、AES、RBS等测试分析与表征方法.结果表明:该复合涂层由约20μm厚的Fe-Al扩散层以及约200nm厚的表面Al2O3氧化层组成;Fe-Al扩散层的主要相组成为FeAl及少量Fe3Al、NiAl、α-Fe相,微观观察表明由外渗铝层、过渡层、内扩散层构成.     

阴极弧径向不同位置膜层性能分布规律

利用阴极弧沉积的方法在201不锈钢基体上制备了TiN薄膜,研究了阴极弧径向不同位置大颗粒、膜厚以及膜层性能的分布规律.分别采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了膜层的相结构、膜层的表面形貌和截面形貌.研究了镀膜试样和基体在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,并利用电化学方法分析其抗腐蚀性能,并采用球-盘式摩擦磨损、划痕测试以及微小压痕等方法测试了径向不同位置沉积的TiN薄膜摩擦磨损性能、膜基结合力以及硬度.结果表明,靠近靶材中心的位置,膜层的硬度、厚度最大,电化学腐蚀电位最高,在径向夹角20°处的膜层厚度、硬度最小.在靠近出气位置侧沉积的TiN薄膜大颗粒数目较多,造成表面缺陷增加,TiN薄膜的抗腐蚀性能下降.靠近弧源中心位置沉积的膜层摩擦磨损系数较大,两侧处的膜层摩擦系数较小,膜基结合力与表面形貌和膜层厚度有很大关系.     

不锈钢表面Cr-Pd合金电沉积及镀层在强还原性介质中的耐蚀性

通过选择络合剂、缓冲剂及采用方波脉冲电流和优化电镀工艺, 在酸性镀液中实现了Cr-Pd共镀, 并在不锈钢表面制备出均匀致密且与基体结合良好的Cr-Pd合金镀层. 通过改变镀液中铬盐和钯盐的相对含量, 可以大范围改变镀层成分. Cr-Pd合金镀层可显著提高不锈钢在高温还原性腐蚀介质中的耐蚀性, 在沸腾的20%(质量分数)H₂SO₄溶液中, Cr-Pd合金镀层使316L不锈钢的腐蚀速率降低了4个数量级以上. 镀层中的Cr和Pd对致钝具有协同促进作用, 当镀层中含有2.5%Pd(质量分数)时即具有明显的促进钝化效果, 含33.3%Pd镀层对不锈钢的保护效果与纯Pd镀层相当.     

离子束辅助沉积对TiAlSiN薄膜性能的影响

分别利用真空电弧沉积技术与等离子体辅助真空电弧沉积技术在不锈钢片、高速钢片和单晶硅片上沉积TiAlSiN多元薄膜，通过X射线衍射和扫描电镜对采用两种方法制备的薄膜物相及表面形貌进行了分析比较，测定了高速钢片上薄膜的显微硬度，进行了耐磨性实验。结果表明，采用离子束辅助沉积制备的薄膜，有（200）面的择优取向，薄膜的表面形貌得到改善，硬度和耐磨性提高。     

钽掺杂对多层Ta-DLC薄膜摩擦及腐蚀行为的影响

目的 解决316L不锈钢在苛刻海洋环境中易磨损、易腐蚀的问题。方法 采用中频磁控溅射技术在316L不锈钢上沉积了Ta/TaN/TaCN/Ta-DLC薄膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、纳米压痕、往复摩擦磨损试验和电化学测试等手段,重点研究了DLC膜层中Ta元素掺杂含量对薄膜结构、组成成分、力学性能、摩擦学性能和耐腐蚀性能的影响规律。结果 随着Ta元素含量(原子数分数)从2.04%增到4.16%,薄膜中的sp³键含量呈现先升高后降低的趋势,当Ta原子数分数为3.60%时,薄膜中sp³键含量最高,且薄膜的硬度及弹性模量达到最大,分别为7.01 GPa和157.87 GPa。随着Ta元素含量的增加,薄膜的平均摩擦因数逐渐减小,在4.16%(原子数分数)时达到最小0.21。Ta元素含量对薄膜的结合力影响较小,且所有薄膜结合力总体在10 N左右。当Ta原子数分数为3.60%时,薄膜的腐蚀电流密度及钝化电流密度最小,分别为0.006 μA/cm²和0.63 μA/cm²,比其他薄膜的低1~2个数量级,并且薄膜电阻及电荷转移电阻最大,展现出最为优异的耐腐蚀性能。结论 Ta元素的掺杂提高了薄膜的耐摩擦性能,且适当的Ta元素掺杂能够提高Ta/TaN/TaCN/Ta-DLC薄膜的耐磨耐蚀性能。     

The electroplated palladium-copper alloy film on 316L stainless steel and its corrosion resistance in mixture of acetic and formic acids

Palladium-copper alloy films (Cu 2.93-5.66 at.%) were deposited on 316L stainless steel by electroplating. The films showed good adhesive strength and increased surface micro-hardness. In boiling mixture of 90% acetic acid + 10% formic acid + 400 ppm Br⁻ under stirring (625 r/min), the Pd-Cu films showed better corrosion resistance than Pd film. The Pd-5.66%Cu films showed the lowest corrosion rate almost three orders of magnitude lower than that of 316L matrix. The increased corrosion resistance of Pd-Cu films was attributed to the improved passivity, better barrier effect, increased surface hardness and the effect of Cu to resist pitting.     

316L不锈钢上电刷镀钯膜的组成与耐蚀性(英文)

利用电刷镀工艺在316L不锈钢上制备了结合力良好的钯膜。使用扫描电子显微镜、X射线能谱、X射线光电子能谱(XPS)、质量损失实验和电化学测试研究了膜层的性能。结果表明,电刷镀钯膜主要是由钯元素构成的;XPS分析表明,膜层中的钯为金属态。电刷镀钯后的不锈钢试样在沸腾的20%硫酸溶液和含0.005mol/L溴离子的甲酸和乙酸混合溶液中均显示了非常好的耐蚀性能。镀钯试样的腐蚀速率比不锈钢试样的下降了2个数量级。     

过滤式阴极电弧沉积类金刚石薄膜的性能分析

成功地研制了一套过滤式阴极电弧沉积设备,并利用该设备成功获得了类金刚石薄膜。类金刚石薄膜的扫描电镜分析表明：获得的薄膜在硅基片上是光滑和致密的,在Ｔｉ合金基片上有裂纹,高速钢基片上有微孔。原子力显微镜分析表明：膜层的表面粗糙度与沉积参数密切相关。喇曼光谱研究表明,这种薄膜是典型的无氢类金刚石薄膜,喇曼光谱的高斯分解表明：随着偏压的变化,Ｄ线和Ｇ线的位置μＤ、μＧ向低频移动,半高宽σＤ减小。