直流射频等离子体增强化学气相沉积类金刚石碳薄膜的结构及摩擦学性能研究 被引量：22

1

作者 李红轩 徐洮 +2 位作者 陈建敏 周惠娣 刘惠文 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-5,共5页

利用直流射频等离子增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石碳薄膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度... 利用直流射频等离子增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石碳薄膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能.结果表明:所制备的类金刚石碳薄膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小,硬度较高;薄膜与Si3N4陶瓷球对摩时显示出良好的抗磨减摩性能;随着试验载荷与滑动速度的提高,薄膜的摩擦系数降低,耐磨寿命降低;薄膜的减摩抗磨性能同其在Si3N4陶瓷球偶件磨损表面形成的转移膜相关. 展开更多

关键词 直流射频等离子增强化学气相沉积 类金刚石碳薄膜 结构 摩擦学性能

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用等离子体增强化学气相沉积技术制备类金刚石碳薄膜的摩擦磨损性能研究 被引量：5

2

作者 常海波 徐洮 +2 位作者 李红轩 张治军 刘惠文 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期298-302,共5页

利用射频-直流等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅衬底上沉积类金刚石碳薄膜,采用激光拉曼光谱仪和原子力显微镜对薄膜的结构和表面形貌进行表征,采用纳米压痕仪测定薄膜的硬度,并用UMT型微摩擦磨损试验机考察了薄膜在不同试验条件... 利用射频-直流等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅衬底上沉积类金刚石碳薄膜,采用激光拉曼光谱仪和原子力显微镜对薄膜的结构和表面形貌进行表征,采用纳米压痕仪测定薄膜的硬度,并用UMT型微摩擦磨损试验机考察了薄膜在不同试验条件下的摩擦磨损性能.结果表明:所制备的类金刚石碳薄膜表面光滑致密且硬度较高;在干摩擦条件下与GCr15钢球或Al2O3球配副时显示出良好的减摩抗磨性能,摩擦系数较低,耐磨寿命较长,而在水润滑条件下同Al2O3球配副时发生灾难性磨损. 展开更多

关键词 等离子体增强化学气相沉积 类金刚石碳薄膜 结构 摩擦磨损性能

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热处理对类金刚石碳薄膜力学和摩擦性能的影响 被引量：4

3

作者 江晓红 金元生 +2 位作者 KAZACHENKO V P POPOV A N ROGACHEV A V 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期212-215,共4页

利用直流磁分离及脉冲阴极双激发源等离子弧薄膜沉积装置制备了含Ti底层和无Ti底层的类金刚石碳薄膜(DLC);采用纳米硬度计、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析了薄膜的力学性能和结构;采用УСК-1型球-盘滑动摩擦磨损试验机考察了... 利用直流磁分离及脉冲阴极双激发源等离子弧薄膜沉积装置制备了含Ti底层和无Ti底层的类金刚石碳薄膜(DLC);采用纳米硬度计、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析了薄膜的力学性能和结构;采用УСК-1型球-盘滑动摩擦磨损试验机考察了薄膜的摩擦性能.结果表明,同无Ti底层的DLC薄膜相比,含Ti底层的DLC薄膜的硬度和弹性模量较低;含Ti底层的DLC薄膜经真空400℃退火后表面层中存在TiO2,内部存在TiC;而无Ti底层的DLC薄膜经真空500℃退火处理后硬度、弹性模量和表面形貌几乎保持不变;无Ti底层的DLC薄膜经空气中500℃退火后摩擦系数明显降低,这是由于DLC薄膜在空气中热处理时更易发生石墨化所致. 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 Ti底层 热处理 力学性能 摩擦性能

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类金刚石碳薄膜摩擦机理研究取得新进展

4

作者 王立平 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期140-140,共1页

类金刚石碳（DLC）薄膜因其集高硬度和低摩擦因数于一身而成为固体润滑领域研究的热点。滑动界面钝化理论可以较好地解释环境气氛对DLC薄膜摩擦行为的影响规律。然而，对于无氢DLC薄膜在氧气气氛下的摩擦因数处于0．2～0．4中等范围的... 类金刚石碳（DLC）薄膜因其集高硬度和低摩擦因数于一身而成为固体润滑领域研究的热点。滑动界面钝化理论可以较好地解释环境气氛对DLC薄膜摩擦行为的影响规律。然而，对于无氢DLC薄膜在氧气气氛下的摩擦因数处于0．2～0．4中等范围的现象，钝化理论未能给出相应解释。为此，中科院宁波材料技术与工程研究所、兰州空间技术物理研究所和中科院兰州化学物理研究所等单位的研究者采用第一性原理模拟的方法解释了该现象。文章发表在《Carbon》2016年第100卷。 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 摩擦机理 化学物理研究所 DLC薄膜 CARBON 摩擦因数 第一性原理 固体润滑

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类金刚石碳薄膜的高温摩擦学研究进展 被引量：9

5

作者 崔龙辰 余伟杰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期150-159,共10页

现代工业的迅猛发展迫使愈来愈多的机械零部件需要在高温下运转,因此高温润滑材料的匹配发展至关重要。在摩擦表面沉积固体润滑薄膜是降低高温下机械装备的摩擦与磨损,提高其使用寿命和可靠性的有效手段。近年来,类金刚石碳(Diamond-lik... 现代工业的迅猛发展迫使愈来愈多的机械零部件需要在高温下运转,因此高温润滑材料的匹配发展至关重要。在摩擦表面沉积固体润滑薄膜是降低高温下机械装备的摩擦与磨损,提高其使用寿命和可靠性的有效手段。近年来,类金刚石碳(Diamond-like carbon,DLC)薄膜的高温摩擦学得到了广泛研究,并取得了一些重要的进展。大量研究表明,通过适当的元素掺杂可以显著提高DLC薄膜的高温摩擦学性能。首先分别综述了纯碳DLC薄膜、含氢DLC薄膜、Si掺杂DLC薄膜、金属元素掺杂DLC薄膜、元素共掺杂DLC薄膜的高温摩擦学研究进展。通过总结文献中的数据,绘制了各种DLC薄膜的摩擦系数随温度的变化曲线,进而确定了各种薄膜的有效润滑温域。在此基础上,提出了几种有望实现宽温域连续润滑的DLC薄膜新体系,并分析了DLC薄膜的高温润滑失效机理,强调了分子/原子的热扩散和薄膜的热应力在DLC薄膜高温润滑失效中的作用。最后,从提高DLC薄膜自身的高温摩擦学性能和提高DLC薄膜与基材的高温结合性能两个方面,对今后亟待开展的研究工作进行了展望。 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 元素掺杂 高温摩擦学 固体润滑 热稳定性 热应力

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钛合金表面类金刚石碳梯度薄膜的摩擦磨损性能研究 被引量：23

6

作者 蒋书文 尹光福 +3 位作者 郑昌琼 张利 孟永刚 杨文言 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期167-171,共5页

与 Ti6 Al4V合金 /超高分子量聚乙烯摩擦副对比 ,考察了 Ti6 Al4V合金表面类金刚石碳梯度薄膜 /超高分子量聚乙烯摩擦副在干摩擦以及 Hank's溶液和生理盐水润滑下的摩擦磨损性能 .采用扫描电子显微镜观察试样磨损表面形貌 ,并进而... 与 Ti6 Al4V合金 /超高分子量聚乙烯摩擦副对比 ,考察了 Ti6 Al4V合金表面类金刚石碳梯度薄膜 /超高分子量聚乙烯摩擦副在干摩擦以及 Hank's溶液和生理盐水润滑下的摩擦磨损性能 .采用扫描电子显微镜观察试样磨损表面形貌 ,并进而分析磨损机理 .结果表明 ,类金刚石碳梯度薄膜具有良好的减摩抗磨性能 ,其体积磨损率约为相同条件下Ti6 Al4V合金体积磨损率的 5 0 % ,相应的超高分子量聚乙烯偶件的磨损率亦较低 .类金刚石碳梯度薄膜的磨损呈现轻微磨粒磨损特征 。 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 钛合金 超高分子量聚乙烯 摩擦磨损性能 关节头材料 人工关节

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界面调控对类金刚石碳基薄膜/铜摩擦副摩擦学行为的影响 被引量：6

7

作者 吴刊选 刘增家 +4 位作者 郑韶先 张广安 李霞 鲁志斌 蒲吉斌 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期197-205,共9页

无氢DLC/金属铜摩擦副体系摩擦系数高且不易调控,调整DLC/金属铜摩擦界面从而降低其摩擦系数是亟待解决的问题.本研究中通过制备含氢与无氢类金刚石碳基薄膜,采用试验分析与模拟计算结合的方法研究了不同氢含量碳基薄膜与铜配副的摩擦... 无氢DLC/金属铜摩擦副体系摩擦系数高且不易调控,调整DLC/金属铜摩擦界面从而降低其摩擦系数是亟待解决的问题.本研究中通过制备含氢与无氢类金刚石碳基薄膜,采用试验分析与模拟计算结合的方法研究了不同氢含量碳基薄膜与铜配副的摩擦学特性并讨论了氢原子在摩擦界面对改善摩擦学性能所起的作用.结果表明:摩擦界面的结构特性对于类金刚石碳基薄膜/铜配副体系摩擦学性能有非常重要的影响,氢原子可以通过减小摩擦副之间的黏着从而起到调节摩擦界面的作用.通过向DLC中掺杂氢等钝化元素可有效调控界面处的相互作用从而调控体系摩擦学性能.本研究方法为降低DLC/铜摩擦副体系摩擦系数提供参考. 展开更多

关键词 类金刚石碳基薄膜 调节 摩擦界面 黏着

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含氮类金刚石薄膜的力学和摩擦学性能的研究 被引量：9

8

作者 王成兵 王舟 张俊彦 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期59-63,共5页

利用脉冲等离子体增强化学气相沉积系统沉积了含氮类金刚石碳薄膜.利用X射线光电子能谱和红外光谱分析了薄膜的化学键状态,在UMT摩擦磨损试验机上考察了薄膜的摩擦学性能,利用扫描电子显微镜分析了摩擦对偶球表面的转移膜形貌.结果表明... 利用脉冲等离子体增强化学气相沉积系统沉积了含氮类金刚石碳薄膜.利用X射线光电子能谱和红外光谱分析了薄膜的化学键状态,在UMT摩擦磨损试验机上考察了薄膜的摩擦学性能,利用扫描电子显微镜分析了摩擦对偶球表面的转移膜形貌.结果表明:随着薄膜中氮含量的增加,薄膜中的sp2C含量增加,硬度有所降低,薄膜的平均摩擦系数先减小后增加. 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 掺氮 摩擦学 力学

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沉积气压对类金刚石薄膜结构和性能的影响 被引量：6

9

作者 凌晓 俞树荣 张俊彦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1878-1882,共5页

以纯甲烷为反应气体,采用等离子增强化学气相沉积技术通过改变沉积气压在316L不锈钢表面制备了一系列的类金刚石薄膜。薄膜结构、机械性能和摩擦学性能分别通过拉曼光谱仪(Raman)、纳米压痕仪(Nano-indententorⅡ)和往复球盘摩擦磨损试... 以纯甲烷为反应气体,采用等离子增强化学气相沉积技术通过改变沉积气压在316L不锈钢表面制备了一系列的类金刚石薄膜。薄膜结构、机械性能和摩擦学性能分别通过拉曼光谱仪(Raman)、纳米压痕仪(Nano-indententorⅡ)和往复球盘摩擦磨损试验仪获得。研究结果表明,随着沉积气压从7 Pa增加到15 Pa,薄膜的sp3含量和机械性能明显增加,而摩擦学性能显著降低。随着沉积气压从15 Pa增加到31 Pa,薄膜的sp3含量和机械性能明显降低,而摩擦学性能却显著增加。 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 沉积气压 结构 性能

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预处理对不锈钢表面沉积类金刚石薄膜的影响 被引量：1

10

作者 李红轩 徐洮 +3 位作者 陈建敏 周惠娣 胡丽天 刘惠文 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期545-546,共2页

关键词 预处理 不锈钢 类金刚石碳薄膜 表面沉积类金刚石薄膜 铁质材料 DLC 化学酸处理

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聚合物热解制备类金刚石薄膜的表面形貌研究

11

作者 阎兴斌 徐洮 +1 位作者 王晓波 杨生荣 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期547-548,共2页

关键词 类金刚石碳薄膜 DLC 聚合物 热解法 硬度 杨氏模量 介电常数 摩擦系数 耐磨涂层 扫描电子显微镜 单晶硅片

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元素掺杂对类金刚石薄膜摩擦学性能的影响 被引量：15

12

作者 郭培林 贾倩 +4 位作者 孟树文 刘广桥 赖振国 文欣宇 张斌 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期19-29,共11页

类金刚石碳薄膜具有良好的润滑性能,摩擦界面的磨屑或摩擦层结构影响其摩擦行为。掺杂的类金刚石碳薄膜是一个重要类别,其特征在于在非晶碳结构中结合不同的元素,改善其力学、摩擦学、电化学等性能。报告了不同非金属及金属元素的掺杂... 类金刚石碳薄膜具有良好的润滑性能,摩擦界面的磨屑或摩擦层结构影响其摩擦行为。掺杂的类金刚石碳薄膜是一个重要类别,其特征在于在非晶碳结构中结合不同的元素,改善其力学、摩擦学、电化学等性能。报告了不同非金属及金属元素的掺杂对类金刚石碳薄膜性能的影响,讨论了摩擦学性能随其化学组成和微观结构的变化,尽可能获得其间的一般趋势或相关性,并对元素掺杂类金刚石薄膜的发展进行了展望。 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 元素掺杂 磨损 摩擦 内应力

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液相电化学沉积法制备类金刚石薄膜的研究进展

13

作者 雷姣姣 陈丽 冯辉霞 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期16-18,共3页

阐述液相电化学沉积法制备类金刚石碳(DLC)薄膜的原理,介绍液相制备法的优势,从电解液、电压、掺杂元素以及反应机理4个方面介绍电化学法制备类金刚石薄膜的研究进展。总结DLC薄膜的性能以及在不同领域的应用,并对液相电沉积DLC薄膜的... 阐述液相电化学沉积法制备类金刚石碳(DLC)薄膜的原理,介绍液相制备法的优势,从电解液、电压、掺杂元素以及反应机理4个方面介绍电化学法制备类金刚石薄膜的研究进展。总结DLC薄膜的性能以及在不同领域的应用,并对液相电沉积DLC薄膜的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 液相电化学沉积 碳材料 应用前景

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磁过滤阴极弧制备类金刚石膜的疲劳性能及摩擦磨损性能研究 被引量：4

14

作者 王慧 张晨辉 +1 位作者 路新春 雒建斌 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期297-302,共6页

利用离面双弯曲磁过滤阴极真空弧沉积系统,在单晶硅片上制备类金刚石薄膜.采用原子力显微镜观察薄膜表面形貌,采用激光拉曼光谱仪对薄膜的结构进行分析,采用多功能纳米力学性能测试仪测定薄膜的硬度、弹性模量及耐疲劳性能,采用微摩擦... 利用离面双弯曲磁过滤阴极真空弧沉积系统,在单晶硅片上制备类金刚石薄膜.采用原子力显微镜观察薄膜表面形貌,采用激光拉曼光谱仪对薄膜的结构进行分析,采用多功能纳米力学性能测试仪测定薄膜的硬度、弹性模量及耐疲劳性能,采用微摩擦磨损试验机考察薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:所制备的类金刚石薄膜表面光滑致密,硬度较高;镀膜参数中基体脉冲偏压占空比对薄膜的结构与性能有一定影响. 展开更多

关键词 FCVA 类金刚石碳薄膜 疲劳性能 摩擦磨损性能

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DLC薄膜固体超滑机理及影响因素研究进展

15

作者 于卿源 陈新春 张晨辉 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期1-22,共22页

类金刚石碳基(Diamond-like carbon,DLC)薄膜可在干燥固体接触工况下表现出0.001量级的极低摩擦因数(固体超滑),为解决真空、高应力及宽温域等极端工况下的摩擦学问题提供新的技术路线,近年来引起学界的广泛关注。然而,DLC的制备工艺路... 类金刚石碳基(Diamond-like carbon,DLC)薄膜可在干燥固体接触工况下表现出0.001量级的极低摩擦因数(固体超滑),为解决真空、高应力及宽温域等极端工况下的摩擦学问题提供新的技术路线,近年来引起学界的广泛关注。然而,DLC的制备工艺路线及成分结构复杂多样,并且其自润滑特性同时受内在成分结构和外部工况条件的显著影响,为其工程服役性能带来较大不确定性。鉴于此,归纳了DLC目前的结构体系、沉积工艺原理发展概况,介绍了DLC面向固体超滑的结构调控研究进展;回顾了超滑现象的发现及DLC超滑研究历程,并根据超滑界面材料、润滑机理汇总介绍了其最新研究进展;讨论了薄膜成分及成键结构、环境氛围、接触应力及环境温度等因素对DLC固体超滑行为的影响规律和微观机制;从机械特性、界面元素成分及成键结构演化角度总结分析了DLC固体超滑的机理,指明了转移膜的形成及其界面悬键钝化、类石墨结构演化对DLC实现鲁棒性超滑的关键作用;最后对DLC摩擦学领域科学及工程问题、未来研究方向进行了展望。研究可为新一代面向极端工况的固体润滑涂层设计提供理论支持。 展开更多

关键词 类金刚石碳基(DLC)薄膜 固体超滑 极端工况 结构演化

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非晶碳薄膜固体超滑设计的滚-滑原则 被引量：5

16

作者 李瑞云 杨兴 +1 位作者 王永富 张俊彦 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期583-592,共10页

固体超滑是指相互接触的滑动固体表界面间摩擦系数极低(10-3量级或更低)的现象,因此,开展固体超滑理论和超滑技术研究具有重要意义.目前碳基薄膜固体超滑设计原则是引入杂原子后的表面钝化作用,尤其氢含量起到决定性作用,通常要求氢原... 固体超滑是指相互接触的滑动固体表界面间摩擦系数极低(10-3量级或更低)的现象,因此,开展固体超滑理论和超滑技术研究具有重要意义.目前碳基薄膜固体超滑设计原则是引入杂原子后的表面钝化作用,尤其氢含量起到决定性作用,通常要求氢原子分数高于40%.然而依据相图,高氢碳薄膜体系仅占碳薄膜种类的小部分,大量无钝化或者少钝化非晶碳薄膜超滑设计缺乏理论指导.本文作者在前期研究基础上综述了国内外最新进展,面向贫氢非晶碳薄膜体系,提出从滚-滑角度认识无序界面无钝化或者钝化不足情况下摩擦机理,包括滑动机理、滚动机理、滚动-滑动共存,并在此基础上探讨了碳基薄膜的可能发展趋势,以及固体超滑可能的设计原则和方案. 展开更多

关键词 类金刚石碳薄膜 超滑 滑动机理 滚动机理 石墨烯 碳洋葱

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兰州化物所真空超润滑碳薄膜研究获系列进展

17

《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期252-252,共1页

石墨及类金刚石碳薄膜是一类重要的固体润滑材料，在大气中具有优异的润滑耐磨性能，但该类材料在高真空环境中快速失效，从而严重制约了其在空间领域的应用。

关键词 类金刚石碳薄膜 真空环境 超润滑 固体润滑材料 兰州 耐磨性能 空间领域

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