三价铬脉冲电沉积纳米晶Ni-Cr合金工艺

采用脉冲电沉积方法对三价铬电沉积Ni-Cr合金镀层工艺进行研究,确定并优化三价铬脉冲电沉积Ni-Cr合金的最佳镀液配方及工艺参数。研究镀液中各成分及工艺参数对三价铬脉冲电沉积Ni-Cr合金厚度及合金镀层中铬的影响,利用扫描电镜和电子能谱分析Ni-Cr合金镀层的形貌、微观结构和化学组成。结果表明,镀层厚度和Ni-Cr合金中铬含量在不同浓度的络合剂、稳定剂、乙酸钠及不同的电流密度、温度、pH值、占空比和脉冲频率下都存在极大值,且Ni-Cr合金厚度随合金中铬含量的增加而减少。当铬含量为24%时,镀层的厚度大于10μm,无裂纹,其晶粒为纳米球状晶粒。

电沉积铁镍纳米合金薄膜的结构和性能研究

采用电沉积方法从硫酸盐体系镀液中沉积得到Fe18 Ni82合金薄膜。运用扫描电子显微镜（SEM），原子力显微镜（AFM），透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射分析（XRD）以及磁测量设备分别对薄膜的表面形貌、显微结构和磁性能进行表征和测量。同时利用万能材料试验机和显微硬度计测量了薄膜的力学性能。结果表明：电沉积制备的Fe18 Ni82合金薄膜成分均匀，表面平整、光亮、致密，晶粒大小为40-50nm。薄膜是以Ni为溶剂原子，Fe为溶质原子的置换型固溶体，只存在单一的fcc相，Fe18 Ni82合金薄膜沿（111）面有较强的择优取向。镀态Fe18 Ni82合金薄膜在50Hz交流磁场下，测得其饱和磁感应强度为1．08T，最低矫顽力为20A／m。19μm厚的纳米晶薄膜的断裂应力达到785MPa，显微硬度达到605Hv。

非晶纳米高熵合金薄膜Nd-Fe-Co-Ni-Mn的电化学制备及磁学性能

通过电沉积方法在室温下制备了具有纳米结构组织的Nd-Fe-Co-Ni-Mn高熵合金磁性薄膜。通过改变电沉积参数,如沉积电位、沉积时间,可控制薄膜的纳米结构及表面形貌。扫描电子显微镜观察结果表明,在Ti基体上,-2.2 V下沉积5 min可制备出大小在200 nm左右的均匀分布的球形颗粒薄膜,延长沉积时间会使薄膜变得更加致密,而沉积电位的负移会导致纳米片的出现。能谱结果表明5种元素发生了共沉积,结构分析表明该薄膜是无定形态的。稀土元素Nd与过渡金属发生共沉积,可能是由于过渡金属离子与二甲基亚砜形成多核配位化合物而使得过渡金属离子沉积电位负移所致。Nd-Fe-Co-Ni-Mn高熵合金薄膜在室温下具有良好的软磁性能。

Mg-Mn-Ce镁合金表面功能纳米有机薄膜的制备与摩擦学特性

通过有机镀膜技术在Mg-Mn-Ce镁合金表面制备了有机薄膜,采用接触角测量仪测定了有机薄膜的蒸馏水接触角,使用椭圆偏振光谱仪测试了薄膜厚度,利用X射线光电子能谱仪(XPS)表征了薄膜表面典型元素的化学状态,使用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,并借助于纳米划痕测试仪评价了薄膜在微载荷下的摩擦学特性.研究结果表明:有机镀膜后镁合金表面形成了有序的纳米有机薄膜,有机薄膜与蒸馏水的接触角数值为108.6°(未处理镁合金基体与水的接触角为45.8°),实现了由亲水向疏水功能特性的转变;未处理镁合金基体的摩擦系数为0.127,有机镀膜后镁合金的摩擦系数为0.078,因此疏水性纳米薄膜能够有效降低摩擦系数.

TC4钛合金表面电弧离子镀TiN／CrN纳米多层薄膜研究

用电弧离子镀技术在TCA钛合金基体上通过改变偏压制备了4组TiN／CrN薄膜，对薄膜的表面形貌、厚度、相结构、硬度、膜基结合力和摩擦系数等组织、性能进行了测试表征。结果表明，薄膜是由TiN相和CrN交替叠加构成的纳米多层薄膜，薄膜的调制周期为60nm，总的厚度约为480nm。与基体钛合金相比，镀膜后样品的表面性能与偏压幅值密切相关并有显著提高：显微硬度从基体的3GPa提高到16．5-24．7GPa；摩擦系数从基体的0．35大幅度降低到0．14—0．17；薄膜与基体结合牢固，膜基临界载荷在60-80N之间。经电弧离子镀TiN／CrN纳米多层薄膜处理后，TC4钛合金可以满足沙粒和尘埃磨损条件下的耐磨性能要求。

电沉积铁镍合金纳米晶薄膜微结构与耐蚀性能

采用电沉积方法从硫酸盐体系镀液中制备3种纳米级Fe-36Ni、Fe-44Ni、Fe-80Ni合金薄膜,应用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、中性盐雾试验和电化学测量技术对三种Fe-Ni合金薄膜的微观结构和耐蚀性能进行了研究.结果表明,3种纳米Fe-Ni合金薄膜的耐腐蚀性能与合金的微观结构密切相关,具有单一γ相结构的Fe-80Ni耐蚀性能最好,由α-(Fe,Ni)相和γ-(Fe,Ni)相组成的混合固溶体Fe-44Ni次之,而含有单相铁、α-(Fe,Ni)相和γ-(Fe,Ni)相的混合固溶体Fe-36Ni合金最差,这是由于合金薄膜中各相电化学稳定性存在显著差异所致.

酸性溶液中过渡金属及合金纳米薄膜电极的异常红外效应研究

以循环伏安方法在玻碳载体上制备纳米级厚度的过渡金属 (Pt,Pd ,Rh ,Ru)和合金 (PtPd ,PtRu)薄膜电极 ,并运用原位FTIR反射光谱研究了CO的吸附过程 .发现所制备的纳米薄膜电极均具有异常红外效应 ,即与本体金属电极相比较 ,吸附在纳米薄膜电极上的CO分子的红外吸收被显著增强 ,并且红外谱峰方向倒反 .本文的结果进一步证明异常红外效应是一种新的、普遍的现象 ,主要取决于过渡金属或合金膜的结构和厚度 .对异常红外效应的深入认识 ,不仅将推动红外反射光谱及界面电化学理论的发展 ,而且将在表面和界面分析中得到广泛应用 .

AM60镁合金表面功能纳米有机薄膜的制备及特性研究

通过有机镀膜方法,利用一种设计合成的三氮杂嗪硫醇有机化合物钠盐在AM60镁合金表面制备了有机薄膜。采用循环伏安法和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了镁合金表面有机镀膜过程的反应机理,使用椭圆偏振光谱仪测量了薄膜的厚度、接触角测量仪表征了薄膜的浸润性,借助极化曲线和电化学阻抗谱评价了膜层的耐腐蚀性。结果表明,该有机薄膜为纳米尺度,且使镁合金表面发生亲水到疏水特性转变;经有机镀膜后镁合金的腐蚀电流从1840nA/cm2降低到540nA/cm2、腐蚀电位从-1.454V上升到-1.340V,且电荷传递电阻从2.24kΩ·cm2提高到16.88kΩ·cm2,从而有效地提高了镁合金基体的耐腐蚀性能。

TLM钛合金表面二氧化钛三维结构纳米薄膜的可控制备及表征

为了提高血管支架医用钛合金表面的亲水性和抗溶血作用,采用阳极氧化工艺在近β型TLM(Ti-25Nb-3Mo-2Sn-3Zr)医用钛合金表面构建了具有纳米孔/纳米管三维结构二氧化钛(TiO2)纳米薄膜,并对其结构和性能进行表征.研究结果表明:通过控制一次阳极氧化电压和时间可获得具有上层为无序纳米孔、中层为有序纳米管、底层为有序纳米孔的三维结构TiO2纳米薄膜,该薄膜为无定形态;而采用二次阳极氧化工艺获得了纳米孔互贯网络的TiO2纳米薄膜,该薄膜表面更加平整,且表面孔隙率大、亲水性好,同时具有比一次阳极氧化薄膜更好的抗溶血作用,这为其应用于血管支架方面打下基础.

铝合金表面三嗪二硫醇和硅烷纳米复合薄膜的制备及表征

通过电化学方法,在铝合金表面制备6-N,N-二丁基胺-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇单盐(DBN)的纳米聚合薄膜(PDB),然后采用自组装技术对铝合金表面PDB膜进行十六烷基三甲氧基硅烷化处理,形成疏水性的高分子纳米复合薄膜(CPDB)。通过循环伏安法解释了DBN在铝合金表面的反应及PDB的生长过程,同时分析了CPDB膜的形成机理。借助傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪对铝合金表面薄膜的特性进行了表征。结果表明,PDB膜形成后铝合金表面的接触角从未镀膜的89.9°上升到124.3°,CPDB膜形成后接触角达135.8°;SEM和XPS测定表明该方法可以有效地在铝合金表面获得均匀致密的高分子纳米复合薄膜。

纳米金刚石薄膜涂覆Ti6Al4V合金的改性研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,在医用钛合金上沉积金刚石薄膜,其晶粒尺寸40 nm左右,表面粗糙度Ra=39 nm.在SiC球为摩擦副的干摩擦实验中,2N载荷下运转10000转,摩擦系数在0.25左右,并且没有出现任何薄膜破裂或剥落.血液相容性评价显示,动态凝血时间和溶血率比钛合金基体均有较大的提高,接近热解碳膜(LTIC).

纳米非晶金刚石薄膜与纯钛及钴铬合金表面结合强度的研究

目的:研究纳米非晶金刚石薄膜与纯钛及钴铬合金表面结合强度以及镀膜厚度对结合强度的影响。方法:制备钴铬合金和纯钛圆片试件各20个,将纯钛与钴铬合金试件随机分成a1、b1及a2、b2各两组。a1、a2组试件表面镀膜膜厚50nm;b1、b2组试件表面镀膜膜厚100nm。采用薄膜结合强度测试仪测试镀膜后试件的膜/基结合强度(Lc)。结果:a1、b1两组以及a2、b2两组Lc均存在显著性差异(P<0.05);膜厚相同时,纯钛和钴铬合金试件Lc之间也存在显著性差异(P<0.05)。结论:纳米非晶金刚石薄膜可以与纯钛及钴铬合金材料达到较好的结合;膜厚相同时,纳米非晶金刚石薄膜与纯钛表面的结合强度优于钴铬合金;镀膜厚度对纳米非晶金刚石薄膜与纯钛及钴铬合金的结合强度有明显影响,因此在镀膜时应选择适宜的膜厚。

离子束溅射技术制备PtRu纳米合金薄膜载体催化剂材料及其结构表征

采用离子束溅射技术,Pt和Ru双靶材通过制备工艺条件的设计,制备出含单质Pt、单质Ru及PtRu合金的纳米载体薄膜材料。采用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱等分析手段表征了薄膜材料的结构,验证了离子束溅射技术制备Pt合金薄膜的可操作性,并对Pt合金成膜规律进行了初步探索。

以NiFeNb为新种子层的纳米级坡莫合金薄膜的零场电阻率

以NiFeNb为新种子层,采用直流磁控溅射法制备了具有不同Nb含量(x)、种子层厚度(d)和NiFe厚度(t)的(Ni82Fe18)(1-x)Nbx(dA)/Ni82Fe18(tA)/Ta(30A)纳米级坡莫合金系列膜,并对部分样品进行了中温退火。测量了样品的磁电阻曲线和微结构。从实验角度研究了零场电阻率(ρ)随x、d、t及退火的变化。结果表明,NiFeNb作为种子层能较大地提高坡莫合金薄膜的ρ;一定厚度坡莫合金薄膜的ρ极大的最佳工艺条件是x约为27.5,d约为27.5A;不同Nb含量、种子层厚度等工艺条件引起坡莫合金薄膜具有不同颗粒粒径分布,从而引起4s↓电子受到的内禀散射、颗粒表面和边界散射及其关系的不同,再加上织构、4s↓电子球对称性受破坏程度和薄膜均匀程度的不同导致了零场电阻率随工艺条件的变化。

以NiFeNb为新种子层的纳米级坡莫合金薄膜的各向异性磁电阻(英文)

以三元合金NiFeNb作新种子层,采用直流磁控多靶设备制备了具有不同Nb含量(x)、NiFeNb厚度(t)和坡莫合金厚 度(d)的纳米级(Ni82Fe18)1-xNbx(tnm)/Ni82Fe18(dnm)/Ta(3nm)坡莫合金系列膜.测量了样品的各向异性磁电阻和微结 构.从实验角度详细研究了AMR随x,t,d和退火等工艺条件的变化.结果表明:①作为x或t的函数,AMR在x=23.8% 或x=2.75nm处分别最大;②NiFeNb作为种子层在提高坡莫合金薄膜各向异性磁电阻方面优于Ta;③在通过中高温退 火来改善坡莫合金薄膜AMR方面,NiFeNb种子层明显好于Ta和NiFeCr.

纳米薄膜合金电极上二氧化碳电催化还原的红外光谱研究

运用电化学循环伏安和原位FTIR反射光谱 ,研究CO2 的电催化还原过程。结果表明 ,纳米薄膜合金材料Sb Pb Pt/GC对CO2 还原具有较高的活性。还原产物以小分子羧酸和伯醇为主。

纳米非晶金刚石薄膜对钴铬合金表面腐蚀性能的影响

目的:探索纳米非晶金刚石薄膜对牙用钴铬合金表面腐蚀性能的影响。方法:将硬质钴铬合金锭铸造成直径20mm、长15cm的圆棒,再将圆棒加工成直径15mm、厚2mm的圆片试件24个,随机分成两组,一组试件表面镀纳米非晶金刚石薄膜,为实验组;另一组为对照组表面未作任何处理。将两组试件分别浸于人工唾液中,采用电化学方法测试其腐蚀性,电镜下观察实验后试件表面形态。结果:实验组自腐蚀电位(Ecorr)、过钝化电位(Etp)与对照组比较,存在非常显著性差异(P<0.01);电镜显示,实验组试件表面存在少量腐蚀坑,对照组试件表面可见大量密集的腐蚀坑。结论:纳米非晶金刚石薄膜可以显著提高牙用钴铬合金的耐腐蚀性能。

纳米晶双相稀土永磁合金透射电镜薄膜样品的制备

探讨了纳米晶双相稀土永磁合金在 Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 夹具园片抛光法和在离子薄化技术中的电镜薄膜样品的制备，比较了利用离子薄化技术和电解双喷加离子薄化技术获得的纳米晶双相稀土永磁合金的透射电镜分析结果，优化了两种方法制备电镜薄膜样品的实验条件及参数范围。探索出较佳的用于透射电镜观察分析的纳米晶双相稀土永磁合金薄膜样品的制备方法。

纳米合金薄膜Ni-P的结构和磁性

用化学沉积法制备了纳米合金薄膜 Ni10 0 - x Px(x=2 .40 ,2 .89,3.60 ,4.64,5.45,7.64,8.1 6,1 2 .0 7)系列样品。沉积态样品处于亚稳定的纳米晶状态。用 X射线衍射分析方法测量了沉积态样品和经过热磁处理后的样品的结构与颗粒度。利用振动样品磁强计测量了热磁处理前后的磁学参数以及这些参数随磷含量的变化。经过热磁处理后形成顺磁化合物 Ni3P。对部分样品还用超导量子干涉磁强计测量了低温下的磁滞回线。

氧化辅助脱合金法制备Cu_xO多孔纳米结构薄膜

采用课题组新发展的氧化辅助脱合金(OAD)技术,对由磁控溅射设备在不锈钢衬底上沉积的Cu0.54Al0.46合金薄膜进行化学腐蚀处理,从而得到CuxO多孔纳米结构薄膜。利用粉末X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对腐蚀产物的晶体结构、微观形貌和化学成分进行了表征分析。研究结果表明,腐蚀产物为一大面积且均匀的CuxO多孔纳米结构薄膜,它主要由片状结构的Cu8O7和棒状结构的Cu2O共同组成。进一步地,对CuxO多孔纳米结构薄膜的形成机理进行了初步探讨。