调制比对WS_x/a-C多层膜微观组织及摩擦学性能的影响

采用磁控溅射交替溅射WS2和石墨靶,在200℃的Si基体上制备了不同调制比的WS_x/a-C多层膜(调制周期约为20 nm).利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱(XPS)等手段表征了多层膜的微观结构;采用纳米压痕仪、薄膜应力测试仪、涂层附着力划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机测试多层膜的机械性能及大气中的的摩擦磨损性能.结果表明:WS_x/a-C多层膜表面平整、结构致密,S/W比在0.92~0.97范围内波动,WS_x子层以微晶的形式存在,WS_x/a-C相界面处形成了WC相.随着调制比的增加,多层膜的硬度由7.8 GPa升高至9.0GPa,膜内压应力先减小后增大,结合力单调减小,摩擦系数由0.18增至0.29,磨损率迅速升高.调制比为1∶39的多层膜的摩擦学性能最佳,其磨损率约为6.1×10^(–15) m^3/(N·m).

脉冲激光沉积CN_x薄膜的微观组织结构表征

利用脉冲激光烧蚀CNx靶,在室温至450℃基片温度时沉积CNx薄膜.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等对CNx薄膜的表面形貌、化学成分、结晶性以及价键状态进行了分析.结果表明:所得CNx薄膜呈非晶状态,表面形貌与沉积温度密切相关,基片温度高于150℃时薄膜表面较为光滑.随着基片温度的增加,薄膜中C—N键的面积分数从31.2%逐渐减少至14.1%,N—sp3C和N—sp2C键的面积分数随之减少,300℃时最利于形成sp3键.Raman光谱中比值ID/IG总体呈上升趋势,G峰的位置向高波数(高频)方向移动且半高宽(FWHM)下降,薄膜由CNx薄膜的无序结构逐渐向高有序化程度类石墨结构转变,石墨化程度增加.

不同调制周期WS_x/a-C多层膜的组织结构及摩擦学特性

采用磁控溅射法交替溅射WS2和石墨靶制备周期为4~23 nm的WSx/a-C纳米多层膜。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子谱(XPS)等分析薄膜的组织结构和元素的化学价态;采用纳米压痕仪、涂层附着力划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机测试薄膜的硬度、结合力和在潮湿大气下(相对湿度70%)的摩擦磨损特性。结果表明:多层膜结构致密,表面平整。a-C的加入改变WS2的结晶状态,多层膜为微晶或非晶结构;随着调制周期的增大,多层膜的硫与钨摩尔比逐渐降低并趋于稳定(约为1.32),其硬度稍有上升,而结合力明显降低,摩擦因数由0.32降至0.26,而磨损率逐渐上升但显著低于纯WSx膜的。调制周期为4 nm的多层膜的耐磨性能最佳,磨损率约为1.03×10-13 m3·N-1·m-1。

掺银SiO2抗菌不锈钢膜层的性能

采用溶胶-凝胶方法,以正硅酸乙酯为先驱体,通过硝酸银引入银离子,在不锈钢表面制得银离子掺杂抗菌不锈钢薄膜.实验测试了薄模在10%FeCl3溶液的耐腐蚀性能,负载150 g和250 g的图钉刻划以及500 g绘图橡皮擦拭等机械性能.发现不锈钢表面氧化处理后,薄膜的耐腐蚀性能和机械性能都有很大的提高.通过XRD分析和抗菌性能测试证实SiO2在薄膜中是无定形状态,无法有效的固化银离子,样品的一次抗菌性能较好,长期浸泡后抗菌性能降低.

基片温度对脉冲激光沉积CN_x薄膜的组织结构和摩擦学性能的影响

采用脉冲激光烧蚀氮化碳薄膜靶,在室温至450℃基片温度下制备了CNx薄膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子谱仪和拉曼光谱仪等对薄膜的形貌、结晶性和结合键状态进行了表征。采用球-盘式摩擦仪测试了薄膜在大气中(相对湿度60%～62%)的摩擦磨损性能。结果表明:所得CNx薄膜均呈非晶状态,表面形貌与基片温度无关。随着基片温度的升高,薄膜含氮量由原子分数25.3%下降至21.2%,膜中sp3C-C键的含量增加且在300℃时达到最高,N-sp3C键的含量下降且在150℃时最高;拉曼谱中ID/IG比值上升,G峰蓝移且半高宽下降,薄膜结构有序度升高-石墨化程度增加;薄膜的摩擦系数从0.23下降至0.13,磨损率从3.0×10-15m3N-1m-1上升至9.3×10-15m3N-1m-1。

a-C基底WS_x薄膜的制备及其摩擦学性能

采用磁控溅射技术在200℃单晶硅片上沉积a-C薄膜,随后在不同溅射气压下沉积WSx薄膜.通过扫描电镜、能谱仪、XRD和XPS等分析了薄膜的形貌、成分与微观结构;采用纳米压痕仪、涂层附着力划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机测试了薄膜的力学与摩擦磨损性能.结果表明:a-C基底上沉积的WSx薄膜表面平整、结构致密且随着气压升高而变得疏松,膜中WS2呈微晶或非晶结构;随着溅射气压升高,薄膜的S与W原子数比先增大后减小并趋于稳定;薄膜硬度逐渐降低,大气中的摩擦因数与磨损率均先减小后略微增大.0.8~1.0Pa条件下制备的WSx薄膜摩擦系数最低(约0.11),磨损率最低为4.34×10-15 m^3/(N·m),性能显著优于Si基底和钢基底上的WSx薄膜.

水用量对TiO_2溶胶结构与性能的影响

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、核磁共振碳谱(13CNMR)等研究手段考察了水用量对TiO2溶胶结构与光催化性能的影响。结果表明:水用量决定了钛酸丁酯的水解程度。水用量较小时,钛酸丁酯发生不充分水解,水解产物相互间发生缩聚反应逐渐形成凝胶,溶胶常温干燥后的粉体呈无定形结构,TEM只能观察到细小的成膜粒子,溶胶没有光催化活性;水的用量较大时,钛酸丁酯发生充分水解,可以形成稳定的锐钛矿溶胶,溶胶常温干燥后的粉体呈锐钛矿晶型,且结晶强度随水的用量的增加而增强,TEM可观察到呈正方形的锐钛矿晶体,因此溶胶具有较高的光催化活性。

沉淀硬化不锈钢制造半开式叶轮的热处理工艺

１前言沉淀硬化不锈钢０Ｃｒ１４Ｎｉ６ＣｕＭｏＮｂ（代号为９２０１）是本公司研究开发成功的高强度不锈钢。目前已较多应用于制造氧气透平压缩机及线速度＞４００ｍ／ｓ的空气透平压缩机、氮气透平压缩机叶轮。这些叶轮由轮盘与轮盖焊接而成，采用整体淬火＋时效强化热...

锐钛矿TiO2溶胶成膜过程中的晶体变形研究

采用溶胶-凝胶工艺,在60℃水浴下制备出含有正方体型锐钛矿晶体的氧化钛溶胶,并对溶胶的成膜过程进行了研究。研究发现,锐钛矿溶胶成膜过程中,正方体型的锐钛矿晶体会解体成片状等新的晶体形状。不同的成膜方式、不同的基材种类、稀释与否等因素对成膜后的晶体形状有较大影响,可通过这些因素对晶体变形过程进行一定程度的调整和控制。

精密齿轮气体碳氮共渗

精密齿轮气体碳氮共渗杭州制氧机厂（杭州３１０００４）杨芳儿，俞欣雄，赵仙祥，董朝晖增速机中的太阳轮与行星轮，精度为５级，模数为２，属于高精度、小模数齿轮。以前，齿面的硬化都是采用离子渗氮工艺，但是离子渗氮后齿轮精度下降，达不到５级要求。因此，我们提出...

不同纳米氧化铝含量Ni-P-Al_2O_3化学镀层的高温磨损性能

采用化学镀技术制备不同纳米氧化铝含量的Ni-P-Al2O3复合镀层,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对镀层的表面形貌、化学成分及微观结构进行表征,考察镀层在600℃下的高温氧化性能,并采用高温摩擦磨损试验机对镀层在200℃和600℃下的摩擦磨损性能进行测试,分析其磨损机理。结果表明:纳米氧化铝的加入可有效提高镀层的高温耐磨性能和抗高温氧化性能。随着镀液中纳米Al2O3用量的增加,镀层的氧化质量增加,摩擦因数先减少后增加,镀层的磨损机理发生变化。镀液中纳米Al2O3用量为3 g/L时,镀层具有优异的抗高温氧化性能、较低的摩擦因数和较低的磨损率。复合镀层在较高温度磨损过程中呈现出较高的磨损率和较低的摩擦因数。

不同层厚比WS_x/a-C多层膜的组织结构与摩擦学特性

利用磁控溅射法在单晶硅上制备了不同层厚比的WS_x/a-C纳米多层膜(调制周期约50 nm)。用扫描电镜、X射线衍射、能谱、X射线光电子谱和Raman光谱对薄膜的形貌、成分和组织结构等进行了表征。采用纳米压痕仪、划痕仪和球盘式摩擦仪测试了薄膜的硬度、结合力和在大气环境下(相对湿度约70%)的摩擦学性能。结果表明:随着层厚比L_(a-C)/L_(WS_x)的增加,多层膜的n_s/n_w比由1.38增大至1.62,并伴随着WS_2尺寸的减小以及薄膜致密度和平整度的提高,a-C层和WS_x层的结构无明显变化;多层膜的磨损率仅为纯WS_x膜的1/3~1/4,摩擦因数由0.26降至0.2,硬度和磨损率均出现峰值,而结合力呈相反变化趋势。层厚比L_(a-C)/L_(WS_x)为1:39的多层膜的摩擦因数为0.26,磨损率为9.8×10^(-14)m^3/Nm,耐磨性最佳。

基底温度对脉冲激光沉积WS_x薄膜组织结构和摩擦学性能的影响

采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同温度单晶硅基底上制备了WSx固体润滑薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的成分、形貌和微观结构进行了分析,采用球-盘式磨损试验机测试了薄膜在大气环境下(相对湿度50%～60%)的摩擦学特性.结果表明:室温下所获得的薄膜为微晶结构;在RT～300℃范围内,随着温度的升高,薄膜表面趋于光滑、致密,且形成晶态WSx的趋势逐渐增大,薄膜与基底间的结合力增大,但薄膜中S和W的含量之比(S/W比)从1.84逐步下降到1.49.薄膜的摩擦系数在RT～200℃范围内与其S/W比呈反比关系,在300℃条件下,薄膜中形成了大量的WS2晶体,摩擦系数最低且耐磨性能也最好.

银离子掺杂对抗菌薄膜中二氧化钛结构的影响

通过溶胶-凝胶方法在硼硅酸盐玻璃表面制备了掺银TiO2薄膜,通过XRD,XPS和紫外可见漫发射光谱对薄膜中TiO2晶相、Ti和Na元素的配位状态与相对含量等性能进行了分析.实验发现,银离子的加入不仅有利于控制TiO2晶相的长大,宽化TiO2的吸收带隙,使薄膜的吸收边"蓝移",而且对玻璃表面Na2O的渗透有抑制作用,避免了由于Na2O渗透形成Na2O·TiO2及板钛矿结构,降低TiO2的光催化性能.

靶基距对脉冲激光沉积CN_x薄膜微结构和摩擦学性能的影响

用脉冲激光沉积法制备CNx靶材在氮气中进行烧蚀,在不同靶基距下制备了CNx薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)和Raman光谱等对薄膜的表面形貌、化学成分以及元素化学状态进行了表征。用球盘式微型摩擦磨损试验仪测试了薄膜在大气中的摩擦学特性。结果表明:随着靶基距增大到45mm时,CNx薄膜中的含氮量(原子数分数)上升至23.9%,有利于sp3 C-C键和N-sp3 C键的形成。当靶基距从45mm增大至51mm时,薄膜的含氮量下降至15.5%,薄膜中sp3 C-N键和N-sp3 C键的相对原子数分数亦随之减少,薄膜中的sp2 C-C键的相对原子数分数从45.2%增加至55.9%,磨损率从4.3×10-15m3/Nm上升至3.1×10-14 m3/Nm。CNx薄膜的平均摩擦因数随着靶基距的增大从0.25下降到0.18。

镁表面Nafion聚/吡咯与Nafion二/甲基亚砜有机涂层耐蚀性能的研究

采用浸镀法在镁基体表面制备了Nafion聚/吡咯和Nafion二/甲基亚砜(DMSO)有机涂层,利用光学显微镜和电化学测量系统研究了有机涂层的形貌及其耐蚀性能。结果表明,Nafion聚/吡咯有机涂层的厚度随着浸镀次数的增加几乎不变,且Nafion聚/吡咯有机涂层降低了镁的耐蚀性能;而Nafion/DMSO有机涂层的厚度则随着浸镀次数的增加而线性增加,并且Nafion/DMSO有机涂层能有效地改善镁的耐蚀性能,耐蚀性能随着涂层厚度的增加而提高。与无涂层的试样相比,耐蚀性能最高提高18倍。

水泥与乳化沥青相容性机理及其改善措施研究

对比研究了水泥与沥青乳液的相容性及其与减水剂之间的适应性关系,提出了改善沥青乳液与水泥之间适应性的措施。结果表明,沥青乳液与水泥之间适应性较差的原因是由于水泥颗粒对沥青乳液中乳化剂的竞争性吸附所致,通过适当提高高性能减水剂用量或外掺适量乳化剂以及对水泥颗粒进行表面憎水处理,可有效改善沥青乳液与水泥之间的相容性。

原位形成纳米包覆微复合结构制备莫来石陶瓷

采用硅溶胶分散氧化铝浆料免脱气注凝成型工艺,利用硅溶胶凝胶化在氧化铝颗粒表面原位形成纳米SiO2包覆Al2O3微复合结构,实现莫来石陶瓷的瞬态粘滞烧结,研究了固相体积分数及加入NH4Cl促进浆料凝胶化对浆料流变行为及其凝胶化时间的影响。结果表明,固相体积分数为50.0%,浆料中NH4Cl浓度为0.08 mol/L时,浆料呈明显触变性,浆料凝胶化时间为18 min。成型坯体表面和断面致密无可见气孔,烧结过程中坯体致密化进程主要发生在完全莫来石化前,在1650℃保温2 h,烧结体相对密度达95.0%。

溶胶-凝胶法制备SiO2-PEDT复合抗静电薄膜

首次采用溶胶-凝胶法制备了SiO2-PEDT复合溶胶和抗静电薄膜.通过扫描电镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌;利用表面电阻仪和分光光度计对薄膜导电性能和光学性能进行了研究.结果表明:随加水量R的增加,溶胶的胶凝时间缩短,溶胶稳定性变差,最佳加水量为R=2;PEDT导电粒子在薄膜中均匀分散;当PEDT溶胶含量小于5.08%(质量分数,下同)时,薄膜表面电阻随PEDT溶胶含量增加保持在1010Ω/□,此时导电机理为电子隧道效应;当PEDT溶胶含量大于5.08%小于7.44%时,薄膜表面电阻大幅减小,由8×1010Ω/□下降为8×108Ω/□,此时导电机理转变为导电通道效应;当PEDT溶胶含量大于7.44%时,随PEDT含量的增加,表面电阻进一步降低(由8×108Ω/□减小为7.2×107Ω./□).复合薄膜的透过率随PEDT含量呈线性减小,由99.8%降低为94.2%.薄膜的结合强度随PEDT含量的增加逐渐降低.