TiN基纳米复合超硬薄膜的摩擦磨损特性

分别用磁控溅射、脉冲直流和射频等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)技术得到了TiN、TiSiN、TiBN及Ti-C-N纳米复合超硬薄膜。用球盘式摩擦磨损试验考察了各种薄膜的磨损特性。结果表明此类纳米复合超硬薄膜的抗磨损性能比单纯的TiN薄膜有显著提高,但复合薄膜的室温摩擦因数较高,高温下摩擦因数也仅有轻微降低,可能由于表层生成减摩氧化层所致。特别对于TiSiN薄膜,随薄膜中Si含量的上升,其耐磨损性能有所下降。     

HOPG上ALD沉积Al2O3介电薄膜的生长行为研究

本文采用原子层沉积(ALD)的方法,选择三甲基铝(TMA)和H₂O₂作为反应前驱体,在高定向热解石墨(HOPG)基体上沉积Al₂O₃。系统研究了反应温度和生长周次对Al₂O₃生长行为的影响。研究表明：受HOPG表面饱和成键的影响,Al₂O₃在衬底表面处形核困难,在生长初期主要表现为台阶处择优生长,其形态为线状结构。当沉积100周次Al₂O₃时,其中在沉积温度为50 °C、150 °C和200 °C时呈现为纳米线状结构,而在100 °C时呈现为非连续薄膜。随着生长周次的增加,不同温度下沉积态Al₂O₃都趋于形成连续薄膜,表明其生长行为发生了由三维岛状生长模式向二维平面生长模式的转变。分析认为,生长模式的转变是由纳米线状结构横向生长造成的;横向生长速率主要受生长温度影响。拉曼结果表明：沉积后的石墨烯层结构未受影响,可保留其原有的优越性能。     

纳米复合Ti-B-N薄膜的结构和摩擦学性能

研究了射频等离了体辅助化学气相沉积（PCVD）技术获得的Ti-B-N薄膜的组织结构和力学性能。结果发现，B元素的加入使薄膜中出现TiN纳米晶和BN非晶（nc-TiN／a-BN）的复合结构，其硬度显著高于TiN薄膜，最高可达40GPa。用球盘式摩擦磨损实验考察了薄膜的磨损特性。结果表明：与TiN薄膜相比，Ti-B-N薄膜抗磨损性能有显著提高，磨损机制与TiN薄膜不同，摩擦系数较TiN稍高。     

水库调洪演算的数值解法

水库调洪演算，以往是将水量平衡方程用差分形式表示，然后与泄流设施的运动方程联立求解，常用的试算、图解法或半图解法计算工作量很大，精度不高，不宜用计算机，在引入“调洪函数”概念后，将水量平衡方程与泄流设施运动方程归纳成为一个一阶常微分方程，然后用常用的计算方法（如改进欧拉法、龙格－库塔法），根据边界条件，求出该方程初值问题的数值解，按照上述原理，可编制成相应的计算机程序，用计算机计算。     

Ti-Si-N纳米复相薄膜及Si含量对脉冲直流PCVD镀膜质量的影响

用工业型脉冲直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)设备，在高速钢(W18Cr4V)表面沉积Ti-Si-N三元薄膜，研究了不同N2流量对薄膜组织及性能的影响，结果表明：随N2流量增大，膜层沉积速率及膜层中Si含量减少，薄膜组织趋于致密，膜层颗粒尺寸明显减小，划痕法临界载荷和显微硬度显著增加，硬度最高可达50GPa以上。研究发现，对应N2流量，薄膜相组成发生变化，依次存在有TiN／a-Si3N4／Si，TiN／a—Si3N4／TiSi2／Si，TiN／a—Si3N4／TiSi2三种相组成形式，分析认为，低N2或高Si效果不佳的原因在于直流PCVD是以工件为阴极，膜层中过多的Si3N4和Si将严重劣化阴极的电导性，致使膜层疏松，说明脉冲直流PCVD与射频PCVD存在很大的区别。     

走向自主创新的新时代——参加全国科技大会的感想

王大珩先生是中国科学院、中国工程院资深院士，本刊编委会名誉主席。我们历届（1998-2005）的办公自动化国际学术研讨会都是在大会名誉主席王老的指导与支特下成功召开的。我们要按王老传达的精神，为实现创新型国家这个伟大目标，努力做出新贡献。[编者按]     

红外热成像信号处理技术的研究进展

红外热成像技术通过二维图像的形式准确反映物体表面温度分布情况,广泛应用于医疗诊断、故障检测、能耗监控及智能驾驶等众多工业领域。针对制约红外热成像技术发展的3个主要瓶颈问题,分别阐述相关研究领域内最新的科研进展。首先,介绍红外信号固定模式噪声建模及除噪方法,解决信号采集系统中关键部件焦平面阵列传感器存在的严重噪声干扰;其次,介绍红外信号特征重建理论的研究,克服红外焦平面阵列探测器制作工艺复杂、成品率低及价格昂贵等制约了红外热成像技术广泛工业应用的问题;最后,探索多源信息融合技术,减少二维图像采集过程中降维映射导致的信息损失,提高基于多光谱信息进行目标检测系统的性能。红外热成像信号处理技术的最新科研进展,为新一代高成像精度、高分辨率、低制作成本的三维红外成像仪器的研发提供新理论与技术。     

SnO2@TiO2核-壳纳米线的制备及其光催化性能研究

本文通过固-液-气(VLS)生长机制,利用化学气相沉积法(CVD)制备SnO₂纳米线。利用原子层沉积(ALD)以钛酸四异丙酯为前驱体在SnO₂纳米线表面沉积不同厚度的TiO₂壳层,形成SnO₂@TiO₂核-壳纳米线结构。通过中间Al₂O₃插层,分别制备出金红石和锐钛矿两种不同晶型的TiO₂,从而制备出两种不同复合结构的SnO₂@TiO₂核-壳纳米线。实验研究该复合结构中TiO₂的厚度与晶型对紫外光下光催化降解甲基橙溶液活性的影响。     

氧杂质致Ti-Si-N薄膜高硬度损失的机理

基于纳米复合Ti-Si-N薄膜硬度对界面相微结构及微尺度变化极为敏感的实验事实,定量表征了薄膜的硬度与氧杂质含量的关系.结果表明,与高纯度薄膜40-55 GPa高硬度比较,1%-1.5%的氧杂质含量导致薄膜的硬度下降到30 GPa左右.根据纳米晶界面原子模型和实验结果,氧杂质与纳米尺度界面交互作用所引发的微尺度缺陷是硬度下降的诱因,晶界面的氧杂质密度是薄膜高硬度损失程度的决定因素,单个纳米晶周围的氧杂质覆盖度达到10个原子以上时,薄膜的硬度只能达到30 GPa.