Ti6Al4V表面磁控溅射高硬SiC薄膜的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在Ti6Al4V表面制备出高硬SiC薄膜,对其组织结构、纳米压痕行为和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:实验制备的SiC薄膜呈非晶态,其纳米硬度、弹性模量分别为26.8GPa和229.4GPa;在以氮化硅球(半径为2mm)为对摩件的室温Kokubo人体模拟体液下,其磨损速率在10-5 mm3 m-1 N-1级,载荷低(50g)时摩擦因数约为0.173,载荷高(200g)时摩擦因数约为0.280,此时薄膜自身发生局部破裂。     

纳米晶体钛基掺钽TiO2薄膜的摩擦磨损性能

采用室温直流反应磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备掺钽TiO2薄膜,研究了掺Ta量对纳米晶体钛基TiO2薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明：在室温模拟人体体液条件下,掺钽TiO2薄膜与不锈钢淬火钢球（Φ4mm）对摩的磨损率为10^-6-10^-5mm^3·m^-1 N^-1级;随着Ta含量的增加,薄膜的摩擦系数和磨损率呈先...     

钛合金表面磁控溅射TiB2-TiN复合薄膜的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备SiC/TiB2-TiN双层薄膜,SiC为中间层,研究了TiB2-TiN复合薄膜的组织结构和摩擦磨损性能.结果表明,TiB2-TiN复合薄膜具有纳米尺度颗粒(畴)的微结构特征,SiC薄膜与基材和TiB2-TiN复合薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;在载荷200g、室温Kokubo人体模拟体液条件下,与氮化硅(Si3N4)球(直径4mm)对摩,其平均摩擦系数约为0.22,磨损速率在10-6mm3/(m·N)级;并且TiB2-TiN复合薄膜对Kokubo人体模拟体液中的Ca、P元素具有很强的黏附能力.     

掺碳TiB2薄膜/钢摩擦副的干摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术成功地在钢(Cr12MoV)基材表面制备出TiB2/SiC双层薄膜及掺碳TiB2(TiB2-C)/SiC双层薄膜,SiC薄膜为中间层。研究了掺碳对TiB2薄膜组织结构和摩擦磨损性能的影响。结果表明:SiC薄膜与基材和TiB2,TiB2-C薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;掺入的C以sp3C-C和sp2C-C形式存在,即以类金刚石形式存在;与钢球(直径为4 mm)对摩、干摩擦条件下,TiB2薄膜和TiB2-C薄膜的磨损速率在105mm3/(m.N)级,掺C明显降低了薄膜的摩擦系数(从0.82降低到0.45,5 min)和对对摩件(钢)的元素转移。分析表明,摩擦磨损性能的提高主要是TiB2-C薄膜中的C起到了固体润滑作用所致。     

纳米SiC与石墨填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察了不同含量的纳米SiC对石墨/聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析了磨损表面,并探讨了其磨损机理。结果表明:纳米SiC与石墨能够很好地协同增强聚四氟乙烯,纳米SiC的加入大大提高了复合材料的承载能力,石墨的加入减少了纳米SiC与对偶面的摩擦系数,从而降低了纳米SiC的脱落趋势,提高了复合材料的耐磨性。当纳米SiC含量为5%时,5%石墨/PTFE复合材料表现出最佳的耐磨性,具有一定的应用价值。     

纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能

研究了纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能。为了提高纳米粒子的分散性,对其进行了表面接枝改性。用磨损试验机评价了复合材料的摩擦学性能,发现当纳米粒子质量分数为5%,纤维质量分数为10%时,复合材料具有最低的摩擦系数和比磨损率。用扫描电镜观察了磨损面的形貌,研究了各种材料在相同条件下被硝酸刻蚀的程度,并用...     

磁控溅射法制备纳米晶钛薄膜工艺研究

利用直流磁控溅射法在硅基底上沉积出纳米晶钛薄膜,研究了背底真空度、溅射功率和基底温度对纳米晶钛薄膜结构的影响。实验证明,当背底真空度高于8.8×10-5 Pa时,可制备出致密的纳米晶钛薄膜,当背底真空度低于2.0×10-4 Pa时,钛薄膜被氧化成一氧化钛薄膜;随着溅射功率的增大,纳米晶钛膜的晶粒尺寸呈线性增大,同时钛薄膜的取向也发生改变,表现出明显的(002)织构;随着温度的升高,钛薄膜织构取向发生改变,当温度为500℃时,钛薄膜被氧化为一氧化钛薄膜。制成平整钛薄膜的工艺条件为:背底真空度8.8×10-5 Pa,溅射功率200 W,基底温度室温。     

C/SiC摩擦材料的制备及摩擦磨损性能

通过化学气相渗透法(CVI)结合反应熔体浸渗法(RMI)制备了低成本、高性能的C/SiC飞机摩擦材料, 并模拟飞机正常着陆条件进行了摩擦磨损实验. 实验结果表明: C/SiC是比C/C更优的飞机摩擦材料, 具有动、静摩擦系数高(分别为0.34、0.41), 湿态几乎无衰减(约2.9%), 磨损小(约1.9μm/次), 摩擦性能稳定等特点. 并采用金相显微镜、扫描电镜等对C/SiC摩擦材料的摩擦面以及磨屑形貌进行了观察, 并对其磨损机理进行了探索. 结果表明, 磨损机理以磨粒磨损为主, 同时由于垂直于摩擦面的纤维束增强了其层间抗剪切能力, 从而提高了其抗磨损性能.     

金属托槽表面TiO2-xNx薄膜的生物摩擦磨损性能研究

考察金属托槽表面掺氮TiO2-xNx薄膜的生物摩擦磨损性能。采用射频磁控溅射法在不锈钢金属托槽原材料表面制备掺氮TiO2-xNx薄膜,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术分析薄膜微观结构,利用UMT-2MT型摩擦磨损试验机考察薄膜的体外生物摩擦磨损性能。结果表明所制备的掺氮TiO2-xNx薄膜为锐钛矿结构,纳米量级,薄膜均匀致密;在干摩擦及人工唾液和Hank’s溶液的润滑条件下,掺氮TiO2-xNx薄膜均表现出良好的抗磨损低摩擦性能。     

直流磁控溅射法低温制备GZO:Ti薄膜及其光电性能研究

用直流磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出了钛镓共掺杂氧化锌(GZO:Ti)透明导电薄膜,研究了溅射压强和功率对GZO:Ti薄膜的微观结构和光电性能的影响。研究结果表明,所制备的GZO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。溅射压强和功率对薄膜的电阻率和微观结构均有显著影响。随功率增大,薄膜电阻率降低,生长率增大。所制备的薄膜的最小电阻率为1.81×10-4Ω·cm,可见光区平均透过率大于84%。     

几种共聚型聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能研究

多年来,对共聚型聚酰亚胺薄膜的摩擦学研究报道较少,为了对其摩擦学应用提供试验依据,以均苯四甲酸酐、邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺为原料,利用具有不同组成的2种二胺的混合溶液与以均苯四甲酸酐进行反应,通过2步法在玻璃表面制备了共聚型聚酰亚胺薄膜.采用热分析仪考察了聚酰亚胺薄膜的热稳定性,用DF-PM型动静摩擦因数精密测定装置考察了其摩擦学性能.结果表明,由邻苯二胺以及邻苯二胺含量较高的混合溶液与以均苯四甲酸酐反应得到的聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能明显优于由其他物质制成的聚酰亚胺的性能.     

公-自转磁控溅射镀膜系统薄膜沉积均匀性的研究

研究了公-自转磁控溅射镀膜系统的机理。通过物理建模,使用交点采集和时间步长划分两种模型,分别计算模拟了矩形靶沉积时间的三维分布图,并讨论自转与公转转速比对沉积时间均匀性的影响。模拟结果表明:两种模型仿真结果一致,验证了理论模型的正确性。同时得到结论:此公-自转系统可以通过调节转速比的方法来改善薄膜厚度的均匀性,采用文中指定工艺参数,当转速比等于0.5的时候,薄膜厚度最均匀。仿真得到的偏差结果与实验较好的吻合。     

磁控溅射镀锌法显现潜手印初探

介绍了一种利用磁控溅射镀锌技术显现潜手印的新方法。考察了磁控溅射镀锌法适合显现的手印遗留客体的种类、颜色,不同遗留时间对显现效果的影响,以及手印显现率。结果显示,磁控溅射镀锌法较适于显现深色客体上的手印,且客体颜色越深,显现效果越好。对于塑料、铜版纸、铝合金、玻璃等客体上的手印有较好的显现效果,但橡胶和人造革类上的手印则无法很好显现。此外,遗留一个月内的陈旧手印显现效果均比较理想,遗留三个月的手印显现也可显出,但效果有所下降。因此,磁控溅射镀锌法对于光滑、非渗透性或半渗透性深色客体表面的新鲜和陈旧的潜手印均有理想的显现效果。     

射频磁控溅射制备纳米TiO2薄膜及其光致特性研究

在室温下采用射频溅射法制备纳米TiO2薄膜,并用XRD、AFM、Raman谱仪等手段研究了不同溅射气压及不同退火温度处理后薄膜的结构及其相应的亲水性、光催化能力.结果表明:在室温下制备的薄膜为无定形结构,当退火温度超过400 ℃时转化为锐钛矿结构.在400 ℃下退火1 h的薄膜具有良好的亲水性和光催化能力.     

直流磁控溅射制备SnO2薄膜的阻变特性研究

采用直流磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2基片上分别以三种不同的基板温度和后热处理工艺制备了二氧化锡(SnO2)薄膜。采用X射线衍射仪对三种薄膜的晶格结构进行了分析表征,通过Keithley 4200半导体参数分析仪对薄膜的阻变特性进行了测试。实验结果表明:三种制备条件下的SnO2薄膜均具有阻变性能,基板温度350℃和850℃退火处理分别制备的薄膜同时具有良好的写入/擦除电压分布一致性、较好的高阻态阻值离散性和较大的开关比。初步讨论了三种薄膜阻变特性的机理,薄膜内部导电细丝的形成和断裂程度不同造成三种薄膜高低阻态电阻分布不同,同时影响了写入与擦除阈值电压的分布一致性等阻变参数。     

O_2/Ar比例对直流脉冲磁控溅射制备TiO_2薄膜光催化性能的影响

利用直流脉冲磁控溅射方法在不同O2/Ar比例条件下制备具有不同结构、性能的TiO2薄膜,利用台阶仪、X射线衍射仪及紫外-可见分光光度计等仪器,对薄膜的结构、透光性能、光催化性能等进行表征。研究结果表明:TiO2薄膜的结构、光催化性能等强烈依赖于沉积过程中的O2/Ar比例。在低O2/Ar比例条件下制备的TiO2薄膜,薄膜处于O控制生长阶段,相应薄膜处于高速生长状态,薄膜经退火处理后形成锐钛矿(101)相择优取向结构,同时薄膜对甲基橙溶液降解率较低。随着O2/Ar比例的增加,薄膜生长速率逐渐降低,薄膜逐渐呈现多相混合生长,经退火处理后薄膜呈现锐钛矿(101)相与(004)相的混合相结构,相应薄膜对甲基橙溶液降解率增加,在O2/Ar比为6/14时,其对甲基橙溶液降解率达到最大值,为86.45%。继续增加O2/Ar比例,在高O2/Ar比例条件下,薄膜沉积速率较低,沉积离子有充足的驰豫时间释放自身能量以寻找低能位置,因此在薄膜沉积过程中主要形成能量最低的锐钛矿(101)相结构,经退火处理后薄膜呈现锐钛矿(101)相择优取向结构,在O2/Ar比为20/0时,薄膜对甲基橙溶液降解率下降至52.15%。     

磁控溅射MoS2/WS2复合薄膜的工艺与摩擦学性能研究

采用MoS2/WS2复合靶材在不锈钢和硅基片上溅射MoS2/WS2纳米薄膜,通过多次实验,得到溅射MoS2/WS2薄膜的最佳工艺如下:溅射气压4.0Pa,靶基距为70mm,溅射功率为150W,溅射时间为3h.使用X-射线衍射仪,能谱仪,扫描电子显微镜对薄膜的成分和结构进行分析.采用HH-3000薄膜结合强度划痕试验仪,纳米压痕测试系统,UNT-3摩擦磨损试验机对薄膜进行机械性能和摩擦磨损性能分析,结果表明:在大气环境中,WS2/MoS2 复合薄膜摩擦性能要优于纯MoS2薄膜.