Antibacterial Activity of TiO₂/Ti Composite Photocatalyst Films Treated by Ultrasonic Cleaning

In this work, TiO2/Ti composite films were fabricated by 2-setp MCT and the following high temperature oxidation. Antibacterial activity of the composite films treated by ultrasonic cleaning to increase the performance reliability was examined. The prepared TiO2/Ti composite films showed high photocatalytic activity in the degradation of methylene blue solution. It is obvious that? TiO2/Ti composite films have antibacterial activity under UV irradiation.

掺杂元素Ti对WS_(2)薄膜结构和摩擦学性能的影响

目的提高单一成分WS_(2)薄膜的力学和摩擦学性能。方法采用多靶磁控溅射方法制备不同Ti含量的WS_(2)–Ti复合薄膜。利用X射线能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪,对薄膜的成分、化学态、晶体结构、形貌以及力学性能进行表征,并利用球–盘摩擦试验机检测该系列薄膜在大气和真空环境下的摩擦学性能。结果掺杂元素Ti显著改善WS_(2)薄膜的微观结构、力学性能和摩擦学性能。随着Ti含量的增加,WS_(2)薄膜的结晶度下降,致密度增加,其硬度和杨氏模量分别从0.25 GPa和16.60 GPa增加到3.52 GPa和59.00 GPa。Ti原子数分数为7.17%时,复合薄膜的磨损率在真空和大气环境下分别低至0.10×10^(‒15) m^(3)/(N·m)和2.66×10^(‒15) m^(3)/(N·m)。结论在真空摩擦试验中,WS_(2)基薄膜的磨损机制为黏着磨损,适量的Ti可有效抑制薄膜发生黏着磨损,使得薄膜的磨损率大幅降低。在大气摩擦试验中,Ti有效抑制了硬质颗粒WO_(3)刺穿WS_(2)分子保护膜,使得复合薄膜的磨损寿命延长,磨损率降低。

沉积条件对MoS_2/Ti复合膜性能的影响

MoS2 /Ti复合膜由直流磁控溅射方法制备 ,膜中Ti的原子分数x(Ti)和硬度Hv 随着Ti靶溅射电流I(Ti)的增加而增加 .FE SEM (场发射扫描电子显微镜 )对膜表面形貌观察发现 ,MoS2 /Ti复合膜是由尺寸为几十到几百nm的颗粒组成 ,膜的致密性和膜中x(Ti)有关 ,x(Ti)越高 ,膜的致密性越好 ,从而膜的Hv 也就越高 .偏压Ub 是影响膜性能的重要因素 ,随着Ub 的增加 ,膜的Hv 也增加 ,当Ub=- 10 0V时 ,膜的Hv 达到峰值 ;进一步增加Ub,膜的Hv 则下降 .

MoS_(2)-Ti自润滑复合薄膜的高温摩擦学性能研究

目的探究Ti含量对MoS_(2)-Ti复合薄膜高温摩擦学性能的影响,制备高温摩擦性能良好的MoS_(2)-Ti复合薄膜。方法采用射频和直流双靶共溅射技术沉积了不同Ti含量的MoS_(2)-Ti复合薄膜,研究了Ti含量对MoS_(2)-Ti薄膜微观结构和力学性能的影响,进一步探究了MoS_(2)-Ti复合薄膜在大气环境下的高温摩擦学性能。采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对薄膜的成分、晶相结构及微观形貌进行分析。利用显微维氏硬度计测试薄膜的力学性能,通过UMT-TriboLab摩擦磨损试验机评价薄膜的摩擦磨损性能。此外,采用SEM、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS),对薄膜的磨痕形貌及对偶球转移膜的成分进行分析。结果Ti掺杂促进了MoS_(2)薄膜以(002)晶面择优取向生长,且提高了薄膜的致密度,薄膜硬度从70HV提升到350HV。MoS_(2)-Ti复合薄膜在高温环境下的摩擦性能,随Ti含量的增加呈先上升后下降的趋势,其中Ti原子数分数为6.81%的MoS_(2)-Ti复合薄膜具有较低的摩擦因数和磨损率。通过对转移膜的成分进行分析,发现处于300℃高温环境下,Ti原子数分数为13.51%的MoS_(2)-Ti复合薄膜由于在摩擦过程中生成的氧化物较多,其耐磨性能开始下降。结论Ti含量对MoS_(2)-Ti复合薄膜的高温摩擦学性能有明显的影响,掺杂适量Ti能显著提高MoS_(2)薄膜在大气环境下的高温摩擦学性能。

基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti薄膜摩擦磨损性能的影响

为揭示基体表面粗糙度对MoS_(2)/Ti固体润滑薄膜摩擦磨损性能的影响规律,并探究其摩擦磨损机理,采用磁控溅射方法,在不同表面粗糙度的轴承钢基体上沉积MoS_(2)/Ti薄膜。通过划痕测试仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和粗糙度轮廓仪,分别评价MoS_(2)/Ti薄膜的膜基结合力、物相成分、表面微观形貌以及表面粗糙度,并采用球-盘摩擦磨损实验研究干摩擦、固体-油复合润滑和固体-脂复合润滑条件下,MoS_(2)/Ti薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:随着基体表面粗糙度的增加,MoS_(2)/Ti薄膜的表面粗糙度逐渐增加;薄膜中(002)_(MoS_(2))和(100)_(MoS_(2))衍射峰的强度先减弱后增加;薄膜与基体的结合性能降低。当基体表面粗糙度为0.01μm时,干摩擦条件下MoS_(2)/Ti薄膜具有良好的润滑特性,平均摩擦因数为0.101,磨痕浅且小;随基体粗糙度的升高,样品的平均摩擦因数和磨损率均是先增大后减小,薄膜的主要磨损机制由磨粒磨损转变为屑片形成和破碎。当基体粗糙度较大时(R_(a)=0.26μm),分子间相互作用的影响大于机械啮合作用。采用固体-油复合润滑,高基体粗糙度的薄膜磨损表面不再出现片层剥落现象,磨痕较浅,平均摩擦因数最高可减小19%。固体-脂复合润滑条件下,样品摩擦磨损性能较差,基体粗糙度对摩擦因数的影响不显著。

Si/Ti原子比对TiO_2-SiO_2复合薄膜亲水性能与摩擦磨损性能的影响

采用直流(DC)反应磁控溅射法在玻璃上制备了不同Si/Ti原子比的TiO_2-SiO_2复合薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外可见分光光度计、CA-XP150型接触角仪、UMT-2型多功能微摩擦仪,研究了不同Si/Ti原子比的TiO_2-SiO_2复合薄膜微观结构、表面形貌、亲水性能和摩擦磨损性能。结果表明,所制备的纯TiO_2薄膜具有锐钛矿结构,其平均晶粒尺寸为11 nm,TiO_2-SiO_2复合薄膜呈现非晶结构,其粒子尺寸相对减小;随着Si/Ti原子比的增大,薄膜在可见光区的平均透过率从76. 6%增加到84. 3%。当复合薄膜中Si/Ti原子比为1∶2时,薄膜的摩擦系数为0. 11,薄膜具有最佳的亲水性能;在紫外光照射2 h后水接触角降到3. 0°;在黑暗中放置30 h后水接触角略增加到7. 7°。

非平衡磁控溅射La-Ti/WS_(2)自润滑薄膜的摩擦磨损行为

要满足航天器机械转动部件在恶劣工况下的工作,需研制高硬度、低摩擦系数的固体润滑薄膜。采用非平衡磁控溅射法分别制备了纯WS_(2)薄膜、Ti掺杂WS_(2)复合薄膜和La-Ti掺杂WS_(2)复合薄膜。分析了薄膜的微观形貌、成分、硬度和摩擦学性能。结果表明,与纯WS_(2)薄膜和Ti/WS_(2)复合薄膜相比,La-Ti/WS_(2)复合薄膜的微观结构更加致密。La-Ti/WS_(2)复合薄膜的硬度H和弹性模量E也显著提高。此外,La-Ti/WS_(2)复合薄膜的摩擦系数减小,并且H/E比值增大,La-Ti/WS_(2)复合薄膜的磨损率降低。结果表明,La的掺杂有助于在摩擦接触表面形成稳定的转移膜,提高La-Ti/WS_(2)复合薄膜的耐磨性和承载能力。