UBMS和PVAD法制备DLC薄膜表面微观形貌分析

光学薄膜的表面粗糙度是影响薄膜光学特性的重要因素,薄膜表面产生的散射损耗将影响薄膜的光学质量.采用非平衡磁控溅射(Unbalance Magnetron Sputtering,UBMS)和脉冲真空电弧沉积(Pulsed Vacuum Arc Deposition,PVAD)制备类金刚石薄膜(DiamondLike Carbon,DLC),利用泰勒霍普森表面轮廓仪,研究了不同工艺参数、不同薄膜厚度下所沉积的DLC薄膜表面粗糙度变化规律.结果表明:两种沉积技术下,随着薄膜厚度的增加,其表面均方根粗糙度先减小后增大.真空度和脉冲频率对表面粗糙度有显著影响.真空度在0.4~0.8 Pa范围变化时,表面均方根粗糙度变化范围为0.888 6~1.610 4 nm,脉冲频率在1~5Hz范围变化时,表面均方根粗糙度变化范围为1.040 7~1.545 8 nm.     

用于红外窗口的DLC薄膜

本文简述了用于红外窗口同时起到增透和保护双重作用的ＤＬＣ薄膜的特性，红外应用，以及应用中需解决的问题。     

用于红外窗口的 DLC 薄膜

本文简述了用于红外窗口同时起到增透和保护双重作用的ＤＬＣ薄膜的特性,红外应用,以及应用中需解决的问题。     

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯(PTFE)摩擦学性能的影响,采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO_2填充改性PTFE复合材料;采用LSR–2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO_2改性PTFE复合材料与具有3种不同表面粗糙度的对偶钢块(GCr15)之间的摩擦学特性;利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO_2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明:纯PTFE及不同含量nano-SiO_2改性PTFE复合材料的摩擦系数随着对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈现增大趋势,在粗糙度Ra为0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO_2含量的增加变化相对较小;在3种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO_2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5%时复合材料在粗糙度Ra为1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间比纯PTFE缩短了近10 min,耐磨性比纯PTFE提高了33.3%;复合材料中nano-SiO_2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即填充适量nano-SiO_2的PTFE复合材料与具有一定表面粗糙度的对偶钢块组成的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。     

衬底材质及表面粗糙度对SnO2薄膜结构的影响

SnO2透明导电膜的光学、电学特性与它的结构密切相关，研究了衬底材质及表面粗糙度对薄膜结构的影响。结果表明：衬底材质影响薄膜晶粒大小、致密度及优势面；表面粗糙度影响薄膜结晶难易程度和致密度。     

表面修饰纳米硼酸锌粒子的制备与摩擦学性能研究

采用沉淀法合成了油酸表面修饰的硼酸锌纳米粒子,并分别用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对粒子的形貌、物相和表面结构进行了分析。制备的硼酸锌纳米粒子粒径均匀,粒径在20 nm左右,并能在润滑油中均匀分散。磨损试验表明:添加质量分数0.2%的纳米硼酸锌粒子能使磨损程度降低52%左右,摩擦区表面温度降低31%左右,摩擦系数也有明显降低。     

TiO_2薄膜表面粗糙度对光学特性的影响

薄膜表面粗糙度是影响薄膜光学性能的一个重要指标,采用Taylor Hobson表面轮廓仪对离子束辅助电子束热蒸发沉积的二氧化钛(TiO2)薄膜表面粗糙度进行了研究.采用椭偏仪通过选择不同的结构模型研究了不同基底粗糙度上沉积的TiO2薄膜的折射率和消光系数.研究结果表明:0.3 nm/s的沉积速率获得的TiO2薄膜表面粗糙度较小;在基底粗糙度较小时,TiO2薄膜具有一定的平滑作用.通过减小基底的粗糙度和考虑混合模型,TiO2薄膜特性有一定的提升,随着薄膜表面粗糙度的增加其折射率趋于2.08,消光系数趋于0.04.     

纳米SiO2增强尼龙摩擦学性能的影响因素研究

使用MM-200磨损实验机在干摩擦条件下研究了偶副表面粗糙度对质量分数为10%的纳米SiO2增强尼龙1010复合材料与45号钢对磨时摩擦学性能的影响,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜对纳米SiO2-PA1010复合材料的转移膜和磨损机理进行了观察和分析.结果表明,随着偶副表面粗糙度的增加,纳米SiO2-PA1010复合材料的摩擦系数和磨损量均呈先下降达到一个最低值后又上升的趋势.说明存在一个最佳表面粗糙度,使材料的磨损最小.本实验中这个最佳粗糙度为Ra＝0.22μm.     

磁控溅射Ti掺杂NbN薄膜的机械和摩擦学特性研究

为研究Ti掺杂的NbN薄膜的机械和摩擦学特性,采用射频和直流磁控共溅射技术制备了Ti掺杂的NbN(Ti:NbN)薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪、高温摩擦磨损实验机分别对Ti掺杂的NbN薄膜的微观结构、组成成分、表面形貌、机械和摩擦学性能进行了研究.XRD测试结果显示,薄膜的结晶性随着Ti靶掺杂功率的增加(从0 W逐渐升高到40 W)而呈明显增强趋势,晶粒尺寸也由18.010 nm增加到21.227 nm.当Ti靶的掺杂功率为30 W时,NbN薄膜的硬度由4.5 GPa(未掺杂)增加到20.4 GPa,弹性模量由145.8 GPa(未掺杂)增加到224.5 GPa; 当Ti靶的掺杂功率为40 W时,NbN薄膜的摩擦系数由0.73(未掺杂)下降到0.51,磨损率由3.3×10^-6 mm³/(N·mm)(未掺杂)下降到2.1×10^-6 mm³/(N·mm).这表明,掺杂Ti可使NbN薄膜的机械性能和摩擦学性能得到很大的改善.     

调制比对多层DLC薄膜性能的影响

针对DLC薄膜内应力大,膜基结合强度较差的问题.本文通过磁过滤真空阴极电弧设备,沉积不同偏压下的单层DLC薄膜,并以此为基础控制沉积多层DLC薄膜时各个阶段的偏压,镀制不同调制比下三层结构的DLC薄膜,最终使用纳米压痕划痕仪测试薄膜硬度、弹性模量和膜基结合强度,探讨了不同调制比对DLC薄膜机械性能的影响.实验结果表明:...     

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶表面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦磨损及转移膜特性的影响规律,本文采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO2填充改性PTFE复合材料;采用LSR-2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO2改性PTFE复合材料与具有三种不同表面粗糙度的对偶钢块（GCr15）之间的摩擦磨损性能;利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明,纯PTFE及不同含量nano-SiO2填充改性PTFE复合材料的摩擦系数均随对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈增大趋势,在粗糙度为Ra0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO2含量的增加变化相对较小;在三种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5wt%时复合材料在粗糙度为Ra1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间约为纯PTFE的1/3（缩短了近10min）,耐磨性较纯PTFE提高了34.1%。由此可见,复合材料中nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度具有匹配性,合理的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。     

含纳米SiO2锂基润滑脂流变学与摩擦学性能

利用SG65三辊研磨机制备了含不同粒径和不同质量浓度SiO₂纳米颗粒的锂基润滑脂. 通过MRS-1J机械式四球长时抗磨损试验机及安东帕MCR301流变仪研究了SiO₂纳米颗粒作润滑脂添加剂的摩擦学性能和流变学性能. 结果表明,SiO₂纳米颗粒粒径为30 nm、质量浓度为4%时润滑脂摩擦学系数最小,抗磨减摩性能最好. 在中低剪切速率下对流变试验数据进行拟合,提出了含纳米颗粒质量浓度参数的润滑脂改进型流变模型. SiO₂纳米添加剂可改善锂基润滑脂触变性,提高润滑脂抗剪切能力和热稳定性能.     

Tribological Properties of DLC Film Prepared by C ^＋ Ion Beam-assisted Deposition （IBAD）

C ^＋ ion beam-assisted deposition was utilized to prepare deposit diamond-like carbon （ DLC ） film. With the help of a series of experiments such as Raman spectroscopy, FT-IR spectroscopy, AFM and nanoindentation , the DLC film has been recognized as hydrogenated DLC film and its tribologicul properties have been evaluated. The bull-on-disc testing results show that the hardness and the tribologicul properties of the DLC film produced by C^ ＋ ion beam- assisted deposition are improved significantly. DLC film produced by C ^＋ ion beam- assisted deposition is positive to have a prosperous tribologicul application in the near future.     

表面状态检测原理

为满足产品表面质量检查的要求,作者研制了一机多能的表面状态检测仪。它采用光电传感器,用数字显示测量结果。本文阐述了表面状态,表面不均匀度两个概念,给出了表面粗糙度的实验曲线,镜面反射率和表面不均匀度的数据。     

H2对类金刚石薄膜性能影响的研究

类金刚石膜因其高的硬度、高的介电性、低的摩擦系数、优异的光学和化学性能以及巨大的潜在应用前景而成为研究热点。采用离子增加化学气相沉积方法在Si基底表面制备含氢类金刚石薄膜,通过XPS能谱测试,确定膜层的成份组成,膜层中除了含有碳以外还含少量的吸附的氧。调节反应源气体中H：的比例,结果表明H2的含量直接影响DLC薄膜的性能。随着H。的含量增大,膜层的表面粗糙度降低,膜层的硬度变大,而应力相应增大。这是由于反应源气体中H2含量的增加,DLC薄膜中氢的含量反而降低,膜层内sp2团簇结构的无序性增加,sp2键的比例增加,这将使得膜层内的碳的空间网络结构所占的比例增加。     

真空阴极弧离子镀类金刚石碳膜

采用真空阴极弧离子镀的方法,以乙炔和氢气分别作工作介质,以氩气为稀释气体,研究了类金刚石碳（ＤＬＣ）膜的制备工艺及其结构和硬度。喇曼光谱分析表明,所得膜为典型的ＤＬＣ膜,表现为一个波数在１３００￣１７００ｃｍ＾－１的宽峰,工艺不同,喇曼光谱曲线的形状也略有变化。ＳＥＭ分别表明所得ＤＬＣ膜结构致密光滑。纳米探头硬度表明,ＤＬＣ膜表面硬度均高于１０ＧＰａ。     

不锈钢(3Cr13)镀类金刚石薄膜的研究

利用脉冲真空电弧离子镀技术在3Cr13不锈钢基底上制备类金刚石(DLC)薄膜,采用X射线光电子能谱技术分析DLC薄膜中sp3键及sp2键含量和组分.采用显微硬度计测试了薄膜的显微硬度,利用扫描电镜测试了膜的表面形貌.划痕仪测试了薄膜与不锈钢基底的结合强度.结果表明:所镀制的类金刚石薄膜品质优良,类金刚石中sp3键含量较高,sp3/sp2=1.63,具有良好的表面形貌,在不锈钢上沉积DLC膜后明显提高了不锈钢的硬度,Ti过渡层的引入明显的改善了膜与不锈钢之间的结合强度.     

聚乙烯醇拉伸薄膜的结构与性能研究

在已实现PVA吹塑成膜基础上，采用拉伸方法进一步提高薄膜性能。通过DSC、TG、X-射线衍射及万能材料实验仪等手段研究了拉伸温度和拉伸比对薄膜结构与性能的影响。结果表明：随拉伸温度和拉伸比增加，薄膜水含量减少，剩余水与PVA束缚加强，水蒸发峰向高温偏移，峰程增宽，熔点、结晶度增加，力学性能及耐水性提高。