磁过滤阴极真空弧法制备类金刚石膜的场致发射特性研究 被引量：3

1

作者 李建 童洪辉 +2 位作者 王坤 但敏 金凡亚 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期8204-8209,共6页

采用磁过滤阴极真空弧沉积法,在Cu基底表面上制备了以钛(Ti)和碳化碳(TiC)作为过滤层的类金刚石膜层。利用自制的场致发射特性测试设备,研究了类金刚石膜层的场致发射特性。利用拉曼光谱仪(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对类... 采用磁过滤阴极真空弧沉积法,在Cu基底表面上制备了以钛(Ti)和碳化碳(TiC)作为过滤层的类金刚石膜层。利用自制的场致发射特性测试设备,研究了类金刚石膜层的场致发射特性。利用拉曼光谱仪(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对类金刚石膜的键合结构和微观形貌进行了表征。研究发现,利用磁过滤阴极真空弧沉积法可以在沉积温度100℃下制备膜基结合力较好的类金刚石膜。沉积速率为15 nm/min。类金刚石膜具有较好的场致发射特性,开启电压约为40 V/μm。Raman分析得到不同基底偏压下的类金刚石膜的ID/IG为1.19~1.57;SEM分析显示薄膜的微观结构上具有微米级突起结构。实验表明,应用磁过滤阴极真空弧方法可以制备出高sp3含量、表面具有微米级突起的类金刚石膜,这种类金刚石膜具有有利于场致发射的特性。 展开更多

关键词 类金刚石膜 场致发射 磁过滤阴极真空弧沉积 脉冲偏压 过渡层

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磁过滤真空阴极电弧技术弧电流对四面体非晶碳薄膜性能的影响 被引量：2

2

作者 于振华 姜康 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期1206-1211,共6页

研究了磁过滤阴极真空电弧技术中不同弧电流(20~100 A),制备的四面体非晶碳薄膜性能的影响。通过对薄膜厚度、薄膜硬度、表面形貌以及sp3键含量随弧电流的变化结果进行了测试。结果表明,当弧电流从20增大至100 A,表征薄膜sp杂化碳含量的... 研究了磁过滤阴极真空电弧技术中不同弧电流(20~100 A),制备的四面体非晶碳薄膜性能的影响。通过对薄膜厚度、薄膜硬度、表面形貌以及sp3键含量随弧电流的变化结果进行了测试。结果表明,当弧电流从20增大至100 A,表征薄膜sp杂化碳含量的ID/IG从0.212增加到1.18,显示制备薄膜的sp3键含量逐渐减少,同时sp2键在逐渐增加。随着弧电流值上升,薄膜硬度增加,表明其值与弧电流值呈正相关性,高的弧电流使通过磁过滤器的大颗粒等离子体数增加,从而薄膜表面形貌易于沉积大颗粒,导致薄膜表面质量下降。因此,选择合适的弧电流值可优化Ta-C薄膜制备工艺,本文研究内容为工业应用中通过弧电流调整优化膜层综合性能提供参考。 展开更多

关键词 弧电流 Ta-C薄膜 磁过滤真空阴极电弧技术 表面质量

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双弯管磁过滤阴极真空弧技术沉积超厚多层钛掺杂类金刚石膜 被引量：4

3

作者 姜其立 王浩琦 +3 位作者 周晗 庞盼 刘建武 廖斌 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期53-60,共8页

极端工况对关键部件涂层的性能要求较高,作为常用涂层,薄类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)膜因其厚度的局限性已不能满足日益增长的性能需求,因此超厚DLC膜的制备工艺具有较大的现实意义。采用双弯管磁过滤阴极真空弧沉积技术制备多... 极端工况对关键部件涂层的性能要求较高,作为常用涂层,薄类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)膜因其厚度的局限性已不能满足日益增长的性能需求,因此超厚DLC膜的制备工艺具有较大的现实意义。采用双弯管磁过滤阴极真空弧沉积技术制备多层Ti掺杂DLC膜,并通过显微维氏硬度计、摩擦磨损试验仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)等对膜的结构和性能进行表征。结果表明:薄膜的沉积速率最高可达0.40μm/min;随着沉积过程中C2H2流量的增加,Ti掺杂DLC膜中超硬Ti C相的相对含量降低,因此导致膜硬度降低,同时热稳定性变差;通过金属掺杂以及多层复合结构的方法能够有效制备低内应力的DLC膜,同时实现超厚DLC膜(最高可达42.3μm)的制备。 展开更多

关键词 超厚DLC膜 Ti掺杂 双弯管 磁过滤阴极真空弧沉积 C2H2

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磁过滤直流真空阴极弧制备类金刚石膜的结构及其性能 被引量：2

4

作者 祝土富 沈丽如 +1 位作者 徐桂东 金凡亚 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2008年第4期27-35,共9页

采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在单晶硅片、载玻片、不锈钢片基体上制备了类金刚石(DLC)膜。用光学显微镜、椭偏仪、Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、纳米硬度计、摩擦磨损仪、洛氏硬度计检测了薄膜的组分、... 采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在单晶硅片、载玻片、不锈钢片基体上制备了类金刚石(DLC)膜。用光学显微镜、椭偏仪、Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、纳米硬度计、摩擦磨损仪、洛氏硬度计检测了薄膜的组分、结构、光学、力学等相关特性。结果表明,膜中均存在着微米级的大颗粒分布。硅片上的薄膜厚度均为37nm左右,75V、100V偏压下制得的薄膜具有最高的sp3键含量,薄膜具有典型的DLC膜Raman光谱特征。玻片上的DLC膜具有良好的红外透射性能。不锈钢片上的薄膜为非晶碳结构,硬度受膜厚的影响显著,在空气中的摩擦因数均约为0.1左右,耐磨性能优良,随着膜厚的增加,膜与基体的结合性能变差。采用Cr/Cr–DLC膜(含铬DLC膜)作为不锈钢的梯度过渡层时可以极大地提高膜基间的结合性能。 展开更多

关键词 磁过滤真空阴极弧 DLC膜

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磁过滤直流真空阴极弧制备含铬类金刚石膜的结构及其性能研究 被引量：1

5

作者 祝土富 沈丽如 +1 位作者 徐桂东 金凡亚 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期74-79,共6页

采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在单晶硅片、载玻片、不锈钢片基体上制备了含铬类金刚石(Cr-DLC)膜。用光学显微镜、椭偏仪、分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、Raman光谱、纳米硬度计、摩擦磨损仪、洛氏硬度... 采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在单晶硅片、载玻片、不锈钢片基体上制备了含铬类金刚石(Cr-DLC)膜。用光学显微镜、椭偏仪、分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、Raman光谱、纳米硬度计、摩擦磨损仪、洛氏硬度计检测了薄膜的组分结构、光学、力学等相关特性。结果表明,硅片上的薄膜厚度为47.6nm,碳含量为89%,sp3键占碳含量的55.15%。不锈钢片上的薄膜具有典型的DLC膜Raman光谱特征,在空气中的摩擦系数约为0.1,耐磨性能优良,膜与基体的结合性能良好。 展开更多

关键词 磁过滤真空阴极弧 含铬DLC膜

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氧气流量对于磁过滤阴极真空弧法制备ZrO_(2)薄膜特性的影响 被引量：1

6

作者 郭春刚 张梦迪 英敏菊 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期47-51,共5页

ZrO_(2)薄膜具有高硬度、高耐磨性等优良特性,在诸多领域具有广泛的应用前景.高品质ZrO_(2)薄膜的制备一直是科学家们研究的一个重点和热点问题.本文利用磁过滤阴极真空弧(FCVA)技术,以金属Zr为阴极,在单晶硅(100)衬底上制备高品质ZrO_... ZrO_(2)薄膜具有高硬度、高耐磨性等优良特性,在诸多领域具有广泛的应用前景.高品质ZrO_(2)薄膜的制备一直是科学家们研究的一个重点和热点问题.本文利用磁过滤阴极真空弧(FCVA)技术,以金属Zr为阴极,在单晶硅(100)衬底上制备高品质ZrO_(2)薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、X射线电子能谱(XPS)和纳米力学探针对薄膜的结构、形貌、成分及其性能进行表征,研究了O_(2)流量对于ZrO_(2)薄膜的晶体结构、形貌、成分以及力学性能的影响规律,获得了结晶品质良好、表面平滑且硬度较高的ZrO_(2)薄膜. 展开更多

关键词 ZrO_(2)薄膜 磁过滤阴极真空弧法 O_(2)流量

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磁过滤阴极真空弧法制备纳米nc-ZrCN/a-C:H(N)复合膜

7

作者 周奎 张旭 +2 位作者 覃礼钊 廖斌 吴先映 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期487-490,共4页

采用磁过滤阴极真空弧法,以C2H2和N2混合气体为反应气体在单晶硅上沉积纳米nc-ZrCN/a-C:H(N)复合膜,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜的能谱仪(SEM-EDS)和X射线电子能谱(XPS)研究了薄膜的成分和结构.实验结果表明薄膜结构是由ZrCN晶粒镶嵌在... 采用磁过滤阴极真空弧法,以C2H2和N2混合气体为反应气体在单晶硅上沉积纳米nc-ZrCN/a-C:H(N)复合膜,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜的能谱仪(SEM-EDS)和X射线电子能谱(XPS)研究了薄膜的成分和结构.实验结果表明薄膜结构是由ZrCN晶粒镶嵌在无定形碳和碳氮化合物基体中;膜中的化合键主要以Zr—C,C C(sp2)和C—C(sp3)形式存在;随着混合气体流量的增加,薄膜的锆原子分数减小,而N和C的原子分数逐渐增大. 展开更多

关键词 磁过滤阴极真空弧法(FCVA) 纳米nc ZrCN/a—C:H(N)复合膜 气体流量

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基于磁过滤阴极真空弧沉积技术制备AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜及其性能研究

8

作者 陈淑年 廖斌 欧阳晓平 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期674-680,共7页

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术研究了负偏压对AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的形貌、元素以及微观结构的影响,进而讨论了AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的成膜及结晶机制.通过SEM、EDS、XRD和TEM对薄膜的形貌与结构等性能进行测试分析,实验... 基于磁过滤阴极真空弧沉积技术研究了负偏压对AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的形貌、元素以及微观结构的影响,进而讨论了AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的成膜及结晶机制.通过SEM、EDS、XRD和TEM对薄膜的形貌与结构等性能进行测试分析,实验结果表明:不同沉积离子能量条件下,薄膜具有优异的表面品质;随着沉积离子能量的不断增加,薄膜厚度随之减小;同时,沉积离子能量对高熵晶相的调控有明显效果,沉积离子能量的增加使AlCrTiZrMo高熵合金薄膜微结构从非晶相(am)转变为相稳定的am+FCC纳米复合结构. 展开更多

关键词 磁过滤阴极真空弧 非晶高熵合金薄膜 沉积离子能量

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磁过滤真空弧源沉积技术制备C/C多层类金刚石膜及其摩擦磨损性能研究 被引量：20

9

作者 沟引宁 孙鸿 +2 位作者 黄楠 张文英 冷永祥 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期121-124,共4页

采用磁过滤直流阴极真空弧源沉积技术在S i基体和GCr15基体表面制备了C/C多层DLC膜,通过X射线光电子能谱仪分析薄膜结构特征;用原子力显微镜观察C/C多层DLC膜的表面形貌;采用台阶仪测试薄膜厚度;利用纳米硬度仪测试薄膜纳米硬度;在销盘... 采用磁过滤直流阴极真空弧源沉积技术在S i基体和GCr15基体表面制备了C/C多层DLC膜,通过X射线光电子能谱仪分析薄膜结构特征;用原子力显微镜观察C/C多层DLC膜的表面形貌;采用台阶仪测试薄膜厚度;利用纳米硬度仪测试薄膜纳米硬度;在销盘式摩擦磨损试验机上进行C/C多层DLC膜在大气下的摩擦性能评价,同时比较了单层DLC膜、TiN膜和C/C多层DLC膜的耐磨性能.结果表明:C/C多层DLC膜表面光滑、致密,厚度达0.7μm,硬度高达68 GPa,与S iC球对摩时的摩擦系数为0.10左右,耐磨性明显优于单层DLC膜和TiN膜. 展开更多

关键词 磁过滤阴极真空弧源 C/C多层DLC膜 摩擦磨损性能

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磁过滤真空弧源沉积C/C多层复合膜的结构和力学性能研究 被引量：6

10

作者 沟引宁 黄楠 +2 位作者 孙鸿 张文英 冷永祥 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期66-69,73,共5页

采用磁过滤直流阴极真空弧源沉积技术在不锈钢基体表面制备了C/C多层复合膜,通过X射线光电子能谱、Ra-man光谱对薄膜的结构进行表征;C/C多层膜大气下的摩擦损性能在销盘式摩擦磨损试验机上进行;用洛氏压痕法研究了薄膜与基体的结合强度... 采用磁过滤直流阴极真空弧源沉积技术在不锈钢基体表面制备了C/C多层复合膜,通过X射线光电子能谱、Ra-man光谱对薄膜的结构进行表征;C/C多层膜大气下的摩擦损性能在销盘式摩擦磨损试验机上进行;用洛氏压痕法研究了薄膜与基体的结合强度。结果表明:C/C多层复合膜为类金刚石结构。它与SiC球大气下的摩擦系数为0.10左右,其摩损性能由于多层膜的引入而显著提高。Ti过渡层的引入显著提高了膜基结合力。 展开更多

关键词 磁过滤直流阴极真空弧源 C/C多层复合膜 X射线光电子能谱 RAMAN光谱 磨损性能

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磁过滤阴极弧法制备CrCN薄膜结构与组分研究 被引量：2

11

作者 王浩琦 覃礼钊 +5 位作者 官家建 李彬 林华 李元 梁宏 廖斌 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期9-14,共6页

目的通过磁过滤阴极弧沉积技术制备质量优异的CrCN涂层。研究乙炔/氮气混合气体流量以及基底偏压对薄膜结构和成分的影响。方法采用磁过滤真空阴极弧沉积技术,在20~100 m L/min变化的乙炔/氮气混合气体流量参数下沉积CrCN复合薄膜。通过... 目的通过磁过滤阴极弧沉积技术制备质量优异的CrCN涂层。研究乙炔/氮气混合气体流量以及基底偏压对薄膜结构和成分的影响。方法采用磁过滤真空阴极弧沉积技术,在20~100 m L/min变化的乙炔/氮气混合气体流量参数下沉积CrCN复合薄膜。通过X射线衍射、场发射电子显微镜、扫描探针显微镜、X射线光电子能谱仪、透射电镜,对薄膜的物相结构和形貌进行分析。结果随着气体流量的增加,CrCN复合薄膜的晶粒逐渐减小最终向非晶化转变。TEM结果表明,在CrCN复合薄膜中有大量几纳米到十几纳米的纳米晶浸没在非晶成分中。SPM表明,随着基底偏压由–200 V增大到–150 V,CrCN薄膜的表面粗糙度Sa由0.345 nm上升至4.38 nm。XPS、TEM和XRD数据表明,薄膜中Cr元素主要以单质Cr、Cr N以及Cr3C2的形式存在。结论采用磁过滤真空阴极弧沉积技术制备的CrCN复合薄膜具有纳米晶-非晶镶嵌结构。该方法沉积的CrCN薄膜的表面粗糙度与基底负偏压有关。混合气体的流量变化对薄膜组分的变化几乎无影响。 展开更多

关键词 CrCN 结构分析 磁过滤真空阴极弧沉积 X射线光电子能谱

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阴极真空弧源沉积氟化类金刚石薄膜的结构与性能研究 被引量：2

12

作者 姚志强 杨萍 +4 位作者 孙鸿 王进 冷永祥 陈俊英 黄楠 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期727-734,共8页

采用脉冲磁过滤阴极真空弧源沉积系统(FCVA)在单晶硅基片上制备了含氟量不同的一系列氟化类金刚石膜(a-C:F).重点研究了氟掺杂对非晶态碳基薄膜结构、机械性能和疏水性能的影响.薄膜的成分和结构采用X射线光电子能谱仪(XPS)和激光拉曼光... 采用脉冲磁过滤阴极真空弧源沉积系统(FCVA)在单晶硅基片上制备了含氟量不同的一系列氟化类金刚石膜(a-C:F).重点研究了氟掺杂对非晶态碳基薄膜结构、机械性能和疏水性能的影响.薄膜的成分和结构采用X射线光电子能谱仪(XPS)和激光拉曼光谱(Raman)进行了表征,薄膜表面形貌和粗糙度采用原子力显微镜(AFM)进行了分析.使用纳米压痕仪测量了薄膜硬度,纳米划痕仪测量了膜基结合力.采用躺滴法测量薄膜与双蒸水之间的接触角来评价其疏水性能.结果表明,随着CF4流量的逐渐增加,薄膜的氟化程度逐渐增强,膜中最大氟含量达45.6 at%;薄膜呈典型的类金刚石状结构,但薄膜的无序化程度增强;由于-CFn+的刻蚀,薄膜表面更加致密化、粗糙度逐渐减小.薄膜的机械性能良好,硬度在12GPa以上.薄膜的疏水性能得到增强,与双蒸水之间的最大接触角达106°,接近于聚四氟乙烯(PTFE,110°). 展开更多

关键词 氟化类金刚石膜 磁过滤阴极真空弧源 RAMAN光谱 机械性能 疏水性能

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基于磁过滤沉积技术TiAlCr基多元结构调控及性能 被引量：1

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作者 吴帅 赵艺蔓 +8 位作者 刘爽 陈淑年 覃礼钊 廖斌 陈琳 张旭 张同华 王可平 赵仁兵 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期150-160,共11页

科技发展使军用、船舶、切削等各领域的精密器件所面临的环境更加极端复杂,多元防护涂层因具有良好的综合性能而逐渐取代传统的二三元氮化物,但目前关于TiAlCr基多元涂层结构与性能的影响研究尚未报道。通过调控氮气流量(5≤F_(N)≤40 m... 科技发展使军用、船舶、切削等各领域的精密器件所面临的环境更加极端复杂,多元防护涂层因具有良好的综合性能而逐渐取代传统的二三元氮化物,但目前关于TiAlCr基多元涂层结构与性能的影响研究尚未报道。通过调控氮气流量(5≤F_(N)≤40 mL/min),基于磁过滤阴极真空弧(FCVA)技术制备TiAlCr基的多元(TiAlCrSi)N涂层。采用FESEM、EDS、.XRD、XPS和TEM对涂层的相结构、形貌和成分进行表征,并通过纳米压痕仪、划痕仪和电化学工作站对涂层性能进行表征。结果表明:随着氮气流量增加,涂层由无序致密的非晶相转变为具有柱状晶的(TiAlCr)N纳米晶1 SizN4非晶相的复合结构。FN≤20 mL/min时,涂层结构以均匀致密的非晶相为主;FN=20 mL/min时,涂层的结合强度Lc3(27.1 N)较高,在3.5 wt.%NaCl溶液中拥有较好的耐腐蚀性能(E_(corr)=-0.314 V,I_(corr)=2.9038μA·cm^(-2));FN≥30 mL/min时,涂层结构转变为具有柱状晶的(TiAlCr)N纳米晶/Si_(2)N_(4)非晶相复合结构,涂层的硬度得到显著提升,达到超硬级别;F_(N)=40 mL/min时,涂层拥有良好的力学性能,硬度、弹性模量、H/E和H^(3)/E^(2)分别为45.11.460.4、0.098和0.433 GPa。通过FCVA制备的(TiAlCrSi)N涂层具有优异的耐腐蚀和力学性能,可为表面防护技术在复杂苛刻环境中的发展提供参考。 展开更多

关键词 磁过滤真空阴极弧 复合结构 超硬涂层 耐腐蚀性

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磁过滤沉积TiAlSiN纳米薄膜的摩擦磨损与腐蚀磨损行为 被引量：1

14

作者 蒋琴 孙丽 张旭 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期214-224,共11页

目的研究磁过滤沉积方法制备的TiAlSiN纳米薄膜的结构及力学性能对摩擦学性能及腐蚀磨损行为的影响。方法采用磁过滤阴极真空弧沉积技术,在6×10^(-2)~15×10^(-2)Pa的N_(2)气压条件下,将316L不锈钢作为基底,制备出TiAlSiN薄膜... 目的研究磁过滤沉积方法制备的TiAlSiN纳米薄膜的结构及力学性能对摩擦学性能及腐蚀磨损行为的影响。方法采用磁过滤阴极真空弧沉积技术,在6×10^(-2)~15×10^(-2)Pa的N_(2)气压条件下,将316L不锈钢作为基底,制备出TiAlSiN薄膜。利用SEM、XRD、XPS对薄膜的结构成分形貌进行表征分析,使用摩擦磨损仪分析测试薄膜的摩擦磨损行为,并且使用电化学工作站分析测试薄膜在3.5%(质量分数)人工海水环境下的摩擦磨损及开路电位变化曲线,通过台阶仪测得磨损后磨痕轮廓曲线,并计算磨损率。结果TiAlSiN薄膜具有典型的非晶包覆纳米晶的复合结构,薄膜表面细致光滑,截面无明显柱状晶结构。随着气压的增大,薄膜晶粒尺寸从26 nm降至12 nm。在0.08 Pa气压下制备的TiAlSiN薄膜的力学性能最佳,纳米硬度为22 GPa,基膜结合力达到28 N,干摩擦系数为0.412,磨损率为0.5×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。在3.5%人工海水介质中,TiAlSiN薄膜的摩擦系数为0.36,磨损率为2.5×10^(-6)mm^(3)/(N·m),腐蚀和磨损的交互作用使磨损率增大。结论磁过滤阴极真空弧沉积技术制备的TiAlSiN纳米薄膜表现出良好的力学性能,兼具耐摩擦和耐磨蚀性能,具有宽广的应用前景。 展开更多

关键词 TiAlSiN薄膜 磁过滤阴极真空弧沉积技术 耐磨性 磨损腐蚀

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非晶四面体碳膜对2Cr3WMoV合金钢表面耐磨性能的影响

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作者 李远洁 赵玉清 +1 位作者 王炎武 董乃强 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期1-8,共8页

为提高2Cr3WMoV合金钢的表面摩擦性能,利用磁控溅射沉积技术与过滤阴极真空电弧技术分别在未经过渗碳和渗碳热处理后的2Cr3WMoV合金结构钢试样表面制备TiN过渡层及非晶四面体碳的多层结构复合膜。采用球-盘摩擦磨损试验仪、三维形貌仪... 为提高2Cr3WMoV合金钢的表面摩擦性能,利用磁控溅射沉积技术与过滤阴极真空电弧技术分别在未经过渗碳和渗碳热处理后的2Cr3WMoV合金结构钢试样表面制备TiN过渡层及非晶四面体碳的多层结构复合膜。采用球-盘摩擦磨损试验仪、三维形貌仪、表面磨痕测量仪等对比分析不同合金结构钢试样镀膜前后的摩擦磨损性能。结果表明:渗碳热处理工艺对2Cr3WMoV合金钢制备非晶四面体碳基多层复合膜后试样的摩擦磨损性能影响较大,在渗碳2Cr3WMoV试样表面制备多层复合膜结构后,表面摩擦因数由0.54降低到0.077,磨损率由3.03×10^(-9)cm^(3)/(N·m)降低到9.44×10^(-10)cm^(3)/(N·m)。由于表面渗碳及抛光工艺提升了合金试样的表面硬度,并降低表面粗糙度,从而使该试样制备非晶四面体碳基复合膜后具有最为优异的摩擦磨损性能及膜层与基体的结合强度。 展开更多

关键词 非晶四面体碳膜 合金结构钢 表面渗碳处理 摩擦磨损性能 磁过滤阴极真空电弧

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复合离子束制备氮化物多层膜的抗冲蚀性能 被引量：6

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作者 金杰 王丽叶 +3 位作者 黄晓林 孟祥宇 陈蕴博 高克玮 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期32-38,共7页

为了在TC4钛合金上获得抗冲蚀性能优良的膜层,利用金属蒸发真空多弧(Metal evaporation vacuum arc,MEVVA)离子源和阴极真空磁过滤弧复合离子束沉积技术在TC4钛合金基材表面制备Cr/Cr-N、Ti/Ti-N、Cr-Ti/Cr-Ti-N、Ti-Al/Ti-Al-N 4种体... 为了在TC4钛合金上获得抗冲蚀性能优良的膜层,利用金属蒸发真空多弧(Metal evaporation vacuum arc,MEVVA)离子源和阴极真空磁过滤弧复合离子束沉积技术在TC4钛合金基材表面制备Cr/Cr-N、Ti/Ti-N、Cr-Ti/Cr-Ti-N、Ti-Al/Ti-Al-N 4种体系的多层膜。采用努普显微硬度计、划痕仪、微粒喷浆冲蚀试验机、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、体式显微镜等仪器对不同体系膜层的力学性能及形貌进行测试表征,对比研究各膜层体系抗冲蚀性能的机理。结果表明:该技术制备的膜层致密、交替层结构明显;不同膜层体系的抗冲蚀性能差异较大,尤以二元金属及其氮化物交替复合多层膜具有较好的抗冲蚀性能,其中CrTi/Cr-Ti-N体系的膜层抗冲蚀性能相比基体提高10.1倍以上,其次为Ti-Al/Ti-Al-N、Ti/Ti-N、Cr/Cr-N,分别提高6.1倍、4.1倍和2.3倍。 展开更多

关键词 MEVVA离子源 阴极真空磁过滤 多元氮化物 抗冲蚀

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Al_2O_3/DLC复合膜摩擦磨损性能的研究 被引量：7

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作者 吴晓玲 李夕金 +4 位作者 薛文斌 侯兴刚 张旭 程国安 刘安东 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期754-758,共5页

为了提高铝合金零部件的摩擦磨损性能,采用微弧氧化和磁过滤阴极真空弧技术,在其表面制备了Al2O3/DLC复合膜.用X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及摩擦试验对复合膜的化学成分、结构、表... 为了提高铝合金零部件的摩擦磨损性能,采用微弧氧化和磁过滤阴极真空弧技术,在其表面制备了Al2O3/DLC复合膜.用X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及摩擦试验对复合膜的化学成分、结构、表面形貌及其对铝合金摩擦磨损性能的影响进行了研究.结果表明,在铝合金表面形成了120μm厚的多孔Al2O3陶瓷膜,与基体结合紧密.外层0.1.μm厚的DLC不改变膜的表面形貌,但是降低摩擦因素,并且进一步提高膜的耐磨性.Al2O3/DLC复合膜为铝合金作为耐磨工件使用提供了很好的承载支持,并且使铝合金表面摩擦磨损性能大大提高. 展开更多

关键词 铝合金 Al2O3/DLC复合膜 微弧氧化 磁过滤阴极真空弧 摩擦磨损性能

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Cr-Ti-N系多层膜成分及周期对抗冲蚀性能的影响 被引量：3

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作者 金杰 黄晓林 +2 位作者 孟祥宇 陈蕴博 高克玮 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期105-112,共8页

苛刻环境下发动机组件存在严重的固体颗粒(SPE)冲蚀,导致其可靠性降低。为研究多层膜成分及调制周期对膜层冲蚀性能的影响,利用金属蒸发真空弧离子源(MEVVA)和磁过滤阴极真空弧复合离子束沉积技术在AM355基材表面制备交替周期分别为5、1... 苛刻环境下发动机组件存在严重的固体颗粒(SPE)冲蚀,导致其可靠性降低。为研究多层膜成分及调制周期对膜层冲蚀性能的影响,利用金属蒸发真空弧离子源(MEVVA)和磁过滤阴极真空弧复合离子束沉积技术在AM355基材表面制备交替周期分别为5、13和26的3组CrNx/TimCr1-mN、TiNy/TimCr1-mN多层膜。采用微粒喷浆冲蚀试验机、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)等对膜层冲蚀性能、形貌及物相结构进行测试表征。结果表明:采用该技术制备的CrNx/TimCr1-mN、TiNy/TimCr1-mN多层膜结构致密、交替层变化明显。随着交替周期的增加,两体系多层膜的晶面间距减小,抗冲蚀性能得到提高,分别提高了8倍和20倍以上。 展开更多

关键词 磁过滤阴极真空弧 多层膜 交替周期 冲蚀性能

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纳米弹性复合DLC薄膜的制备及其摩擦性能研究 被引量：3

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作者 程广贵 丁建宁 +3 位作者 凌智勇 坎标 范真 石超燕 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期207-212,共6页

利用磁过滤阴极真空弧沉积系统在硅片及以硅片为基底的2种弹性体材料表面沉积厚度为2．7nm的DLC膜，采用原子力显微镜和拉曼光谱仪对薄膜的形貌及成分进行分析，用纳米力学测试系统测量薄膜的弹性模量和硬度，用UMT-2型多功能微摩擦磨... 利用磁过滤阴极真空弧沉积系统在硅片及以硅片为基底的2种弹性体材料表面沉积厚度为2．7nm的DLC膜，采用原子力显微镜和拉曼光谱仪对薄膜的形貌及成分进行分析，用纳米力学测试系统测量薄膜的弹性模量和硬度，用UMT-2型多功能微摩擦磨损试验机考察其摩擦性能．结果表明，以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（187）为偶联剂的薄膜试样表面比以γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）为偶联剂的薄膜试样表面更致密且粗糙度更低，薄膜的最上层为DLC膜．在硅表面沉积DLC薄膜可以显著降低其表面的摩擦系数（0．117～0．137），在低载荷条件下，含偶联剂及弹性体的DLC薄膜的摩擦系数低于硅表面沉积DLC的薄膜，且以187为偶联剂的薄膜试样的摩擦性能更佳；在高载荷条件下，硅表面沉积DLC的薄膜具有更优异的摩擦性能． 展开更多

关键词 磁过滤阴极真空弧沉积系统(FCVA) 弹性复合薄膜 DLC膜 偶联剂 摩擦性能

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物理气相沉积法制备的CrN涂层的摩擦学性能 被引量：5

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作者 莫继良 朱旻昊 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期280-284,共5页

用CETR UMT-2摩擦磨损试验机对比磁过滤阴极真空弧源和多弧离子镀方法制备的CrN涂层在往复滑动条件下的摩擦磨损行为.用X射线衍射、显微硬度计、纳米压痕仪表征涂层的基本特性;用台阶仪、扫描电子显微镜和电子能谱对磨痕进行微观分析,... 用CETR UMT-2摩擦磨损试验机对比磁过滤阴极真空弧源和多弧离子镀方法制备的CrN涂层在往复滑动条件下的摩擦磨损行为.用X射线衍射、显微硬度计、纳米压痕仪表征涂层的基本特性;用台阶仪、扫描电子显微镜和电子能谱对磨痕进行微观分析,探讨不同结构CrN涂层的磨损失效机理.与多弧离子镀技术制备的CrN涂层相比,磁过滤阴极真空弧源技术制备的CrN涂层更光滑、致密和连续,有较高的硬度和较优越的耐磨性能.涂层微结构的差异是造成摩擦磨损性能差异的主要原因.2种CrN涂层的滑动磨损为磨粒磨损和氧化磨损共同作用的结果. 展开更多

关键词 CRN涂层 物理气相沉积 磁过滤阴极真空弧源 多弧离子镀 摩擦磨损

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