宽温域连续润滑材料的研究进展 被引量：36

1

作者 刘二勇 贾均红 +2 位作者 高义民 曾志翔 乌学东 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1-13,共13页

航空、航天及核电等高新技术产业中苛刻工况下相关运动部件的润滑和耐磨问题是影响整个系统可靠性和寿命的主要因素,因此对具有宽温域连续润滑功能的新型润滑材料提出了越来越迫切的需求。文中综述了自润滑复合材料、"发汗"... 航空、航天及核电等高新技术产业中苛刻工况下相关运动部件的润滑和耐磨问题是影响整个系统可靠性和寿命的主要因素,因此对具有宽温域连续润滑功能的新型润滑材料提出了越来越迫切的需求。文中综述了自润滑复合材料、"发汗"润滑材料、PS/PM自润滑涂层及温度"自适应"润滑涂层的研究成果,包括润滑剂及复配的选择依据、新型润滑剂对宽温域连续润滑材料组织结构、摩擦学行为、摩擦化学反应、润滑机理等的影响,并对不同润滑剂材料体系的宽温域连续润滑材料进行了系统的总结,在此基础上展望了宽温域连续润滑材料的发展趋势。 展开更多

关键词 宽温域 连续润滑材料 固体润滑 润滑剂

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质子交换膜燃料电池金属双极板改性碳基涂层技术研究进展 被引量：11

2

作者 辛洋 郭鹏 +4 位作者 李昊 陈仁德 孙丽丽 马冠水 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期22-33,共12页

对比了碳基涂层改性金属极板、未涂覆的金属极板和传统石墨极板性能的优劣,阐述了碳基涂层在优化金属极板导电耐蚀性能方面取得的最新成果,以及在质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)环境长期运行后,碳基... 对比了碳基涂层改性金属极板、未涂覆的金属极板和传统石墨极板性能的优劣,阐述了碳基涂层在优化金属极板导电耐蚀性能方面取得的最新成果,以及在质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)环境长期运行后,碳基涂层出现性能失效及寿命受限等问题。通过分析影响碳基涂层性能的因素,指出由于非晶碳材料设计、微观结构等对其性能影响规律的系统化研究不足,导致非晶碳涂层/金属极板损伤及退化机理不明确。重点阐述了国内外关于PEMFCs金属极板改性碳基涂层材料技术的研究进展,包括调控本征碳基涂层(a-C)微观形貌优化涂层性能;采用理论计算与实验相结合的方法制备金属掺杂碳基涂层(a-C:Me),解决涂层与特定金属基体间粘附性差、压应力高等问题;设计多层结构碳基涂层以减少贯穿性缺陷。探讨了几类涂层失效机制,并对金属极板改性用碳基涂层技术进行了展望。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 双极板 碳基涂层 导电性能 耐腐蚀性能

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南海海洋大气环境二硫化钼纳米多层薄膜摩擦学行为研究 被引量：12

3

作者 商克栋 郑韶先 +4 位作者 鞠鹏飞 蒲吉斌 张广安 王立平 薛群基 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期417-429,共13页

MoS_2薄膜在湿热大气环境长期存储后,由于严重的氧化导致其摩擦学性能大幅劣化,通常表现出较高的摩擦系数和较短的使用寿命.为了改善MoS_2薄膜在湿热大气环境下的抗氧化和摩擦学性能,通过非平衡闭合场磁控溅射技术制备了MoS_2/Pb-Ti纳... MoS_2薄膜在湿热大气环境长期存储后,由于严重的氧化导致其摩擦学性能大幅劣化,通常表现出较高的摩擦系数和较短的使用寿命.为了改善MoS_2薄膜在湿热大气环境下的抗氧化和摩擦学性能,通过非平衡闭合场磁控溅射技术制备了MoS_2/Pb-Ti纳米多层薄膜,首次研究了MoS2纳米多层复合薄膜与纯MoS_2薄膜在恶劣的南海海洋大气环境暴露储存6个月后的薄膜成分、摩擦学性能的衍化行为.结果表明:与纯MoS_2薄膜相比,MoS_2/Pb-Ti纳米多层薄膜具有更好的抗湿热氧化性能,其摩擦学性能几乎未受到南海储存环境的影响,依然表现出较低的摩擦系数和磨损率.借助XRD、XPS、TEM和纳米压痕硬度等分析手段发现其摩擦学性能的大幅改善是由于薄膜中大量的异质界面对其晶面结构、薄膜致密性和机械性能的改善,以及Pb/Ti金属复合相对MoS_2氧化的抑制作用. 展开更多

关键词 Mo S2/Pb-Ti纳米多层薄膜 海洋大气环境 抗氧化性能 摩擦学性能

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海洋环境下物理气相沉积氮/碳基抗磨蚀涂层的研究进展 被引量：11

4

作者 李淑钰 刘应瑞 +3 位作者 郭鹏 孙丽丽 柯培玲 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期44-56,共13页

主要综述了海洋环境抗磨蚀防护涂层及技术的发展现状,对比了喷涂、高能束表面改性、物理气相沉积(Physical vapor deposition, PVD)三种常用技术的优劣势,并归纳了不同涂层在海水磨蚀条件下的磨损率和腐蚀电流密度,发现PVD制备的氮/碳... 主要综述了海洋环境抗磨蚀防护涂层及技术的发展现状,对比了喷涂、高能束表面改性、物理气相沉积(Physical vapor deposition, PVD)三种常用技术的优劣势,并归纳了不同涂层在海水磨蚀条件下的磨损率和腐蚀电流密度,发现PVD制备的氮/碳基涂层呈现出更优的耐摩擦防腐蚀性能。进一步对海洋环境氮基与碳基抗磨蚀防护涂层的研究成果进行了重点阐述,探讨了组分、过渡层以及多层结构设计等对涂层微结构、力学及磨蚀性能的影响,剖析了涂层在海水磨蚀环境中的失效分析方法和损伤机理。最后,对海洋抗磨蚀防护涂层的未来发展方向进行了思考与展望。 展开更多

关键词 海洋环境 物理气相沉积 氮基涂层 碳基涂层 磨蚀性能 失效机理

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巯基有机硅溶胶-凝胶涂层对铜合金H90的腐蚀防护性能研究 被引量：1

5

作者 沈路力 彭叔森 +2 位作者 王刚 曾志翔 乌学东 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期30-36,共7页

目的研究巯基有机硅溶胶-凝胶涂层对铜合金H90的保护性能。方法以不同比例的巯基丙基三甲氧基硅烷(MAPMS)与正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,以乙酸作为催化剂,制备含巯基官能团的溶胶-凝胶,并通过浸涂法将该溶胶-凝胶涂层施加到铜合金H90上,... 目的研究巯基有机硅溶胶-凝胶涂层对铜合金H90的保护性能。方法以不同比例的巯基丙基三甲氧基硅烷(MAPMS)与正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,以乙酸作为催化剂,制备含巯基官能团的溶胶-凝胶,并通过浸涂法将该溶胶-凝胶涂层施加到铜合金H90上,并在120℃下烘干成膜。利用电化学、盐雾、接触角等一系列的手段考察巯基有机硅溶胶-凝胶涂层在铜合金H90基材上的防腐蚀、疏水性、铅笔硬度等性能。结果当MAPMS与TEOS物质的量比达到1.5∶1时,自腐蚀电流密度为1.16×10^(-8) A/cm^2,膜层铅笔硬度可达5H,在H90黄铜上的附着力等级达到0级,具有最佳的防腐蚀性能。中性盐雾测试中,物质的量比为1∶1的测试组在第8 d时出现了少量腐蚀斑点,但在接下来的30 d内,腐蚀并未扩大;其他测试组在30 d测试中,未出现明显腐蚀。结论巯基有机硅溶胶-凝胶涂层具有良好的硬度以及附着力,并能显著提高铜合金H90表面防腐蚀性能。 展开更多

关键词 巯基 有机硅 溶胶-凝胶涂层 铜合金 附着力 腐蚀防护

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类金刚石碳基涂层热稳定性研究进展 被引量：1

6

作者 唐紫妍 魏菁 +3 位作者 陈仁德 崔丽 郭鹏 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期1-18,共18页

类金刚石碳基(Diamond-like Carbon,DLC)涂层性能优异,前景广阔,但热稳定性不足制约了DLC涂层在严苛高温工况下的应用。首先,综述了DLC涂层热稳定性研究方法的发展现状,对比了热处理结合非原位测试、热分析、高温原位测试、模拟计算4种... 类金刚石碳基(Diamond-like Carbon,DLC)涂层性能优异,前景广阔,但热稳定性不足制约了DLC涂层在严苛高温工况下的应用。首先,综述了DLC涂层热稳定性研究方法的发展现状,对比了热处理结合非原位测试、热分析、高温原位测试、模拟计算4种常用研究方法的优劣势。其次,归纳总结了组分、制备方法和退火环境对DLC涂层热稳定性的影响过程和作用机制,发现高sp^(3)含量的无氢DLC涂层呈现出最优异的热稳定性。而不同制备方法通过影响涂层结构、sp^(3)含量、氢含量获得热稳定性各异的DLC涂层。另外,涂层在真空及惰性气体环境中的热稳定性比含氧环境更好。通过异质第三元素掺杂、多层结构、梯度结构,可进一步提高DLC涂层热力学性能。其中,元素掺杂通过改变DLC组分和键态结构,实现对涂层热稳定性的调控;而多层及梯度结构设计主要通过降低涂层应力,突破厚膜关键制备技术,进而提高涂层热稳定性。结合涂层微结构的演变规律,进一步从涂层自身石墨化、氧化、脱氢和剥落行为,阐述了DLC涂层的高温失效机理。最后,对设计和发展DLC高温防护涂层材料技术的共性挑战和未来趋势做了分析展望。 展开更多

关键词 类金刚石涂层 热稳定性 高温 调控方法 微结构特征 失效机理

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直流复合高功率脉冲磁控溅射VAlN-Ag涂层的宽温域摩擦特性研究

7

作者 张玉鹏 王振玉 +1 位作者 汪爱英 柯培玲 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期368-378,共11页

通过直流磁控溅射(DCMS)复合高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术制备了VAlN/VAlN-Ag复合涂层,调控HiPIMS靶功率控制Ag质量分数变化范围(11.4%、19.8%、24.5%),探究了涂层在25、300和650℃温度下的摩擦学性能.在室温摩擦条件下,3种涂层的摩... 通过直流磁控溅射(DCMS)复合高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术制备了VAlN/VAlN-Ag复合涂层,调控HiPIMS靶功率控制Ag质量分数变化范围(11.4%、19.8%、24.5%),探究了涂层在25、300和650℃温度下的摩擦学性能.在室温摩擦条件下,3种涂层的摩擦系数均较高,当温度升高至300和650℃时,摩擦系数随Ag含量增加而降低,高Ag含量(质量分数24.5%)涂层摩擦系数最低,分别为0.45和0.23.磨损率随温度升高而增加,宽温域环境中,低Ag含量的S1(Ag质量分数为11.4%)涂层具有最优的力学性能和最低的磨损率,使复合涂层在宽温域内表现出良好的摩擦学性能.复合涂层的物相结构、元素价态和化学键在中低温摩擦环境中无明显变化;经650℃摩擦试验后,涂层表面发生摩擦化学反应,V和Ag元素的价态升高,生成层状结构的AgVO_(3)和Ag_(3)VO_(4)高温润滑相,有效降低涂层的摩擦系数.高温摩擦过程中伴随着元素扩散,涂层内部微结构演变成致密的Al_(2)O_(3)层包裹钒酸银润滑相的表层结构,V_(2)O_(5)和NiO这2种物相为主的中间层,以及Ti主导的过渡层结构.高温磨损机制表现为黏着磨损和氧化磨损. 展开更多

关键词 HiPIMS技术 VAlN-Ag复合涂层 宽温域摩擦 润滑 元素扩散

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仿生表面减阻的研究现状与进展 被引量：38

8

作者 马付良 曾志翔 +2 位作者 高义民 刘二勇 薛群基 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期7-15,共9页

仿生表面减阻是众多减阻方法中非常有前景的减阻方式。目前研究最多的是仿生鲨鱼皮减阻和仿生超疏水表面减阻,其中仿生鲨鱼皮表面减阻又分为直接复刻鲨鱼皮表面的盾鳞结构和仿鲨鱼皮沟槽减阻。文中介绍了国内外关于仿生减阻的最新研究... 仿生表面减阻是众多减阻方法中非常有前景的减阻方式。目前研究最多的是仿生鲨鱼皮减阻和仿生超疏水表面减阻,其中仿生鲨鱼皮表面减阻又分为直接复刻鲨鱼皮表面的盾鳞结构和仿鲨鱼皮沟槽减阻。文中介绍了国内外关于仿生减阻的最新研究进展及成果,综述了仿生鲨鱼皮表面减阻和仿生超疏水表面减阻的研究现状,探讨了仿生表面减阻未来的发展方向和研究重点。虽然仿生超疏水表面一般都具有粗糙的表面微纳结构以及较低的表面能,但不是所有的超疏水表面都具有减阻效果,因此超疏水表面的减阻效果还需要一个度量标准。 展开更多

关键词 仿生 表面减阻 鲨鱼皮 超疏水

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基于非晶碳膜压阻效应的MEMS压力传感器研究 被引量：4

9

作者 马鑫 张琪 +3 位作者 郭鹏 同笑珊 赵玉龙 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期60-67,共8页

目的研究非晶碳膜的压阻性能和机理,并将其作为压敏电阻应用于MEMS压力传感器敏感电路中。方法使用直流溅射工艺制备非晶碳膜压敏薄膜材料,对典型样品进行内部组分和电学、力学、温度等性能测试和研究,使用有限元方法进行器件设计仿真,... 目的研究非晶碳膜的压阻性能和机理,并将其作为压敏电阻应用于MEMS压力传感器敏感电路中。方法使用直流溅射工艺制备非晶碳膜压敏薄膜材料,对典型样品进行内部组分和电学、力学、温度等性能测试和研究,使用有限元方法进行器件设计仿真,借助MEMS加工工艺完成非晶碳膜压力传感器芯片的加工,最后进行器件级别的测试和分析。结果在0~1 MPa范围内,压力传感器芯片的灵敏度为9.4μV/kPa,输出信号的非线性度为5.57%FS;对压敏电阻进行–70~150℃范围内的温度性能研究,其阻值与温度之间表现出较强的线性关系,且在–20~150℃段,线性度更强,表明非晶碳膜压敏材料在高温段应用时更容易补偿。机理研究方面,非晶碳膜在厚度方向上表现出组分差异化,因此该方向也应被纳入机理模型建立中。结论非晶碳膜在加工工艺、力学性能以及电学性能上与传统的MEMS传感器芯片能够很好地结合,加工得到的非晶碳膜压阻式压力传感器灵敏度和线性度较为理想。此外,其压阻机理研究应纳入薄膜厚度方向。 展开更多

关键词 非晶碳膜 压阻效应 压阻机理 MEMS 压力传感器 厚膜理论

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V_(2)AlC MAX相涂层的宽温域摩擦学性能研究 被引量：3

10

作者 袁锐 张玉鹏 +3 位作者 王振玉 汪爱英 王铁钢 柯培玲 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期537-548,共12页

MAX相涂层是一类兼具陶瓷和金属性能的层状结构材料,具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能,同时M位元素丰富,在宽温域摩擦过程中生成具有润滑作用的M基氧化物,受到广泛关注.本文中选择可生成V基Magnéli润滑相的V_(2)AlC体系,采用电弧复合... MAX相涂层是一类兼具陶瓷和金属性能的层状结构材料,具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能,同时M位元素丰富,在宽温域摩擦过程中生成具有润滑作用的M基氧化物,受到广泛关注.本文中选择可生成V基Magnéli润滑相的V_(2)AlC体系,采用电弧复合磁控溅射技术结合后续热处理制备高纯V_(2)AlC MAX相涂层,并系统研究该涂层在室温~700℃宽温域下的摩擦磨损机理.研究发现,涂层在300和500℃时摩擦形式主要以黏着磨损和磨粒磨损为主.当环境温度高于600℃时,V的外扩散和氧化导致涂层表面生成层状V_(2)O_(5)润滑相,在600℃时形成连续的润滑膜,从而使V_(2)AlC涂层具有最佳的摩擦学性能.同时,保留的V_(2)AlC主相在摩擦过程中起承载作用,降低涂层的磨损率. 展开更多

关键词 MAX相 V2AlC涂层 相演变 高温摩擦 氧化

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大尺寸平面磁控靶高功率脉冲放电的近基底表面光谱研究 被引量：1

11

作者 左潇 陈仁德 +2 位作者 柯培玲 王铁钢 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期117-124,共8页

目的探索高功率脉冲磁控溅射方法在大尺寸平面磁控溅射Cr靶过程中,近基底表面等离子体区域内的活性粒子分布特性以及辐射跃迁过程,为HiPIMS的规模化应用提供实验基础和理论依据。方法选择不同高功率脉冲溅射脉冲电压、工作气压和耦合直... 目的探索高功率脉冲磁控溅射方法在大尺寸平面磁控溅射Cr靶过程中,近基底表面等离子体区域内的活性粒子分布特性以及辐射跃迁过程,为HiPIMS的规模化应用提供实验基础和理论依据。方法选择不同高功率脉冲溅射脉冲电压、工作气压和耦合直流等关键沉积参数,采用等离子体发射光谱仪测量近基底表面等离子体区域内的光学发射光谱,分析原子特征谱线的种类、强度分布、离子谱线强度百分比、金属原子谱线含量等。结果当脉冲电压到达700 V后,基底表面的等离子体区域内的金属离化率显著提高;脉冲电压为600 V时,适当增加工作气压至5.0 mTorr,能有效提高到达基底的Cr激发态粒子含量,工作气压的升高会降低金属离化率。增加耦合直流在一定程度上降低了能到达基底的活性Cr^+和Cr~*原子含量,为了保持一定的活性粒子比例,耦合直流应当小于1.0 A。结论大面积高功率脉冲磁控溅射中的近表面等离子体区域内的主要活性粒子为Ar^+和Cr~*激发态原子,其主导的碰撞过程为Ar^+的电离复合过程和Cr~*的退激发过程,金属离化率还有待提高。 展开更多

关键词 高功率脉冲磁控溅射 近基底表面区域 发射光谱 耦合直流

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高硬度类石墨碳薄膜及其摩擦学研究进展 被引量：5

12

作者 王永欣 王立平 +1 位作者 陈建敏 薛群基 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第21期7-13,共7页

随着碳基固体润滑薄膜材料的发展,具有高含量sp2杂化碳结构的高硬度类石墨碳(Graphite-like carbon,GLC)薄膜引起了研究者的广泛关注。追踪了GLC薄膜的起源,总结了GLC薄膜几种典型的高硬度结构理论,介绍了GLC薄膜的多环境自适应摩擦学... 随着碳基固体润滑薄膜材料的发展,具有高含量sp2杂化碳结构的高硬度类石墨碳(Graphite-like carbon,GLC)薄膜引起了研究者的广泛关注。追踪了GLC薄膜的起源,总结了GLC薄膜几种典型的高硬度结构理论,介绍了GLC薄膜的多环境自适应摩擦学特性及其在不同环境中的摩擦学研究进展,评述了GLC薄膜潜在的摩擦学应用领域,指出了GLC薄膜未来的摩擦学研究方向。 展开更多

关键词 GLC薄膜 结构理论 摩擦学特性 摩擦学潜在应用

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双辉等离子渗铬界面层对类石墨碳基涂层力学及磨蚀性能的影响 被引量：2

13

作者 闫江山 郭鹏 +7 位作者 林乃明 张应鹏 马冠水 周小卉 汪汝佳 严凯 李小凯 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期169-181,共13页

目的 研究渗铬界面层对铬/类石墨碳(Cr/Graphite-Like Carbon,GLC)复合涂层力学性能、结合强度及磨蚀行为的影响,阐明Cr/GLC复合涂层的抗磨蚀机理。方法 以316L不锈钢(316L)为基体,先借助双辉等离子表面合金化(DGPSA)技术制备渗铬界面层... 目的 研究渗铬界面层对铬/类石墨碳(Cr/Graphite-Like Carbon,GLC)复合涂层力学性能、结合强度及磨蚀行为的影响,阐明Cr/GLC复合涂层的抗磨蚀机理。方法 以316L不锈钢(316L)为基体,先借助双辉等离子表面合金化(DGPSA)技术制备渗铬界面层,再采用直流磁控溅射(DCMS)技术制备顶层GLC涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)和X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构与成分,采用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站测试复合涂层的力学性能、断裂韧性、结合强度和抗磨蚀性能。结果 渗铬界面层能够促进GLC涂层的石墨化转变,实现硬度分布的梯度变化(基体为3.65 GPa,渗铬界面层为8.97 GPa,表面为13.15 GPa),有效阻碍了裂纹的扩展。与GLC涂层相比,Cr/GLC复合涂层具有较高的断裂韧性和结合强度(≥50 N),在3.5%NaCl溶液中具有更低的摩擦系数(0.055)和更低的磨损率(3.22×10^(-7)mm^(3)/Nm),其抗腐蚀性和化学稳定性也明显更优。结论 通过界面设计,实现了Cr/GLC复合涂层硬度分布的梯度过渡,提高了复合涂层的断裂韧性以及与316L的结合强度,赋予了复合涂层优异的抗磨蚀性能,为其在海洋苛刻环境下的磨蚀防护提供了有益借鉴。 展开更多

关键词 双辉等离子表面合金化 直流磁控溅射 类石墨碳 渗铬界面层 结合强度 磨蚀

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磁控溅射沉积抗氧化、长寿命二硫化钼基复合薄膜 被引量：13

14

作者 李浩 李霞 +1 位作者 张广安 王立平 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期708-716,共9页

采用磁控溅射技术制备了MoS_2,Ti/MoS_2,Pb/MoS_2和Pb-Ti/MoS_2复合薄膜.通过AFM,SEM和XRD对薄膜的形貌和结构进行分析;利用纳米压痕仪,CSM摩擦试验机和Bainano高真空摩擦试验机分析薄膜的力学和摩擦学性能,并探讨了Pb、Ti掺杂对薄膜的... 采用磁控溅射技术制备了MoS_2,Ti/MoS_2,Pb/MoS_2和Pb-Ti/MoS_2复合薄膜.通过AFM,SEM和XRD对薄膜的形貌和结构进行分析;利用纳米压痕仪,CSM摩擦试验机和Bainano高真空摩擦试验机分析薄膜的力学和摩擦学性能,并探讨了Pb、Ti掺杂对薄膜的结构,力学和摩擦学性质的影响.结果表明:Pb-Ti/MoS_2复合薄膜具有非常致密的结构,表面光滑平整,且具有较高的硬度;Pb、Ti共掺杂显著提高MoS_2薄膜在RH75%高湿度环境下和真空环境下的摩擦学性能,在潮湿大气和真空环境下磨损率分别为未掺杂MoS_2的13%和25%,且低于单一掺杂MoS_2薄膜.PbTi/MoS_2复合薄膜优异的摩擦学性能得益于Pb掺杂元素增加薄膜结构的致密度和Ti掺杂元素提高薄膜的抗氧化和力学性能. 展开更多

关键词 MoS2基复合薄膜 抗氧化 高真空 摩擦学性能

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TC4钛合金表面Cr_2AlC涂层的制备及高温氧化行为 被引量：7

15

作者 刘培 王振玉 +3 位作者 李晓伟 吴晓春 柯培玲 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期16-22,共7页

目的为提高钛合金在高温条件下的服役性能,探索Cr_2AlC MAX相涂层对TC4钛合金高温氧化行为的影响。方法采用低温反应直流磁控溅射技术再经后续退火处理的方法,在TC4钛合金基体表面制备高纯度的Cr_2AlC MAX相涂层。利用X射线衍射仪、拉... 目的为提高钛合金在高温条件下的服役性能,探索Cr_2AlC MAX相涂层对TC4钛合金高温氧化行为的影响。方法采用低温反应直流磁控溅射技术再经后续退火处理的方法,在TC4钛合金基体表面制备高纯度的Cr_2AlC MAX相涂层。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和能谱仪,分析了Cr_2AlC涂层试样和TC4钛合金经750℃静态空气恒温氧化前后的相结构、组织形貌和组分,并采用分析天平测定了TC4钛合金和Cr_2AlC涂层试样在750℃静态空气中氧化后的氧化动力学曲线。结果经750℃空气中氧化10 h后,TC4钛合金表面形成厚度达13μm的疏松团絮状TiO_2和Al_2O_3混合物氧化膜。而Cr_2AlC涂层表面能够形成以α-(Al,Cr)2O3为主的致密氧化膜,可有效阻止氧元素向内扩散。Cr_2AlC涂层试样在750℃空气中氧化90 h后的氧化增重仅为无涂层TC4钛合金在750℃空气中氧化10 h后的6.6%。结论 Cr_2AlC涂层具有优异的抗高温氧化性能,能够明显提高TC4钛合金的使用温度,使其氧化增重速率大幅降低。 展开更多

关键词 TC4钛合金 高温氧化 Cr2AlC涂层 磁控溅射

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磁控溅射-热处理两步法制备Cr2AlC涂层及力学性能 被引量：2

16

作者 刘培 王振玉 +3 位作者 柯培玲 李晓伟 吴晓春 汪爱英 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期64-72,共9页

Cr_2AlC属于三元层状化合物MAX相,其兼具金属和陶瓷的综合性能,如金属的导热、导电、可加工性,陶瓷的抗氧化、耐腐蚀等性能。利用直流磁控溅射技术和后续退火工艺在高速钢基体上制备了Cr_2AlC涂层,采用XRD、SEM等研究了气体流量及热处... Cr_2AlC属于三元层状化合物MAX相,其兼具金属和陶瓷的综合性能,如金属的导热、导电、可加工性,陶瓷的抗氧化、耐腐蚀等性能。利用直流磁控溅射技术和后续退火工艺在高速钢基体上制备了Cr_2AlC涂层,采用XRD、SEM等研究了气体流量及热处理工艺对涂层成分和物相组成的影响。结果表明：气体流量和退火温度对Cr_2AlC相的形成至关重要,气体流量比过大和退火温度过高均不利于Cr_2AlC的形成。不同气体流量下沉积态涂层主要由Cr-C化合物、非晶或者纳米晶等组成,均没有发现Cr_2AlC相;涂层经750℃退火后不同气体流量比涂层均有一定量Cr_2AlC相形成;且Cr_2AlC相形成的温度范围随CH_4/Ar气体流量比增加而变窄。含Cr_2AlC MAX相涂层的硬度为10.6-17.6GPa,弹性模量为255.3-323.4GPa。 展开更多

关键词 直流磁控溅射 Cr2AlC涂层 高温退火 力学性能 相结构

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刻蚀工艺对四面体非晶碳膜生长及其性能的影响 被引量：3

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作者 郭婷 左潇 +4 位作者 郭鹏 李晓伟 吴晓春 谢仕芳 汪爱英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期143-149,共7页

目的研究不同等离子体刻蚀工艺对基体和四面体非晶碳膜(ta-C)的影响,并进一步考察不同电弧等离子体刻蚀时间对ta-C薄膜结构的影响。方法采用自主设计研制的45°单弯曲磁过滤阴极真空电弧镀膜设备,进行不同等离子体刻蚀以及ta-C薄膜... 目的研究不同等离子体刻蚀工艺对基体和四面体非晶碳膜(ta-C)的影响,并进一步考察不同电弧等离子体刻蚀时间对ta-C薄膜结构的影响。方法采用自主设计研制的45°单弯曲磁过滤阴极真空电弧镀膜设备,进行不同等离子体刻蚀以及ta-C薄膜的沉积。使用等离子体发射光谱仪表征离子种类及其密度,使用椭偏仪表征薄膜厚度,原子力显微镜表征刻蚀后的基体粗糙度,拉曼光谱仪和XPS表征薄膜结构,TEM分析薄膜的膜基界面结构。结果辉光刻蚀工艺中,作用的等离子体离子以低密度的Ar离子为主;而电弧刻蚀时,作用的等离子体离子为高密度的Ar离子和少量的C离子,并且能够在基体表面形成约15 nm的界面层,并实现非晶碳膜(a-C)的预沉积。随电弧等离子体刻蚀时间增加,ta-C薄膜的sp3含量有所降低。结论相比于辉光刻蚀,电弧刻蚀利于制备较厚的ta-C薄膜。这主要是因为电弧刻蚀时,基体表面形成良好的界面混合层,并预沉积了非晶碳膜,形成a-C/ta-C的梯度结构,有助于增强膜基结合力。 展开更多

关键词 四面体非晶碳膜 辉光刻蚀 电弧刻蚀 刻蚀时间 结构

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氮化钒(VN)涂层在不同载荷下的摩擦磨损行为 被引量：12

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作者 许蓓蓓 王振玉 +4 位作者 郭鹏 帅锦涛 叶羽敏 汪爱英 柯培玲 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期656-663,共8页

采用真空阴极电弧离子镀方法制备氮化钒(VN)涂层,并研究了VN涂层的结构、力学性能以及不同载荷对摩擦磨损行为的影响.结果表明:VN涂层结构致密并呈柱状方式生长,其晶体类型为NaCl-型面心立方结构.涂层具有强的膜基结合力以及良好的摩擦... 采用真空阴极电弧离子镀方法制备氮化钒(VN)涂层,并研究了VN涂层的结构、力学性能以及不同载荷对摩擦磨损行为的影响.结果表明:VN涂层结构致密并呈柱状方式生长,其晶体类型为NaCl-型面心立方结构.涂层具有强的膜基结合力以及良好的摩擦学性能.随着载荷增加,VN涂层的摩擦系数降低,而磨损率增加.基于赫兹弹性接触模型以及摩擦产物的成分分析结果,发现载荷越大,界面接触应力越大,界面摩擦化学反应越剧烈,这有利于降低剪切应力并促进V元素氧化生成V2O5润滑相,导致摩擦系数降低.此外,因韧性不足、抗塑性变形能力弱等原因,随载荷增加,涂层磨损率增大. 展开更多

关键词 VN涂层 载荷 赫兹接触应力 V2O5润滑相

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纤维素/ZnO复合膜的制备及其光催化性能 被引量：3

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作者 王赫 杨弋涛 +3 位作者 曾志翔 王刚 乌学东 薛群基 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期30-36,共7页

为克服纳米粉体光催化剂易团聚、难回收和容易引起二次污染等缺点,采用"一步"水热法在纤维素膜表面原位生长多孔球形微纳米ZnO颗粒。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TG)分析了纤维素/Zn... 为克服纳米粉体光催化剂易团聚、难回收和容易引起二次污染等缺点,采用"一步"水热法在纤维素膜表面原位生长多孔球形微纳米ZnO颗粒。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TG)分析了纤维素/ZnO复合膜的微观形貌、组成、晶体结构、热稳定性以及ZnO的负载量;采用紫外-可见分光光度计根据亚甲基蓝溶液的降解测试其光催化活性。结果表明:该方法可成功实现纤维素膜对ZnO颗粒的负载,且当加热时间为12h时,负载的ZnO颗粒数量多分布均匀,且为多孔球状并呈典型的纤锌矿结构。在紫外光照射下,纤维素/ZnO复合膜具有优越的光催化性能,可用于降解染料等有机物;当ZnO负载量为6 mg时,3h内亚甲基蓝的催化效率为90%。 展开更多

关键词 “一步”水热法 纤维素 光催化 负载型光催化剂

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等离子喷涂高铬铸铁涂层的摩擦学性能＊ 被引量：5

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作者 王宾 阎峰云 +2 位作者 王永欣 李金龙 曾志翔 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期77-82,共6页

针对铝合金缸体内壁油性腐蚀环境中的摩擦工况,采用大气等离子喷涂制得了高铬铸铁涂层和316L不锈钢涂层,采用维氏显微硬度计、图像分析软件、台式扫描电子显微镜及热场发射扫描电子显微镜分别对显微硬度、孔隙率、涂层厚度及结构进行了... 针对铝合金缸体内壁油性腐蚀环境中的摩擦工况,采用大气等离子喷涂制得了高铬铸铁涂层和316L不锈钢涂层,采用维氏显微硬度计、图像分析软件、台式扫描电子显微镜及热场发射扫描电子显微镜分别对显微硬度、孔隙率、涂层厚度及结构进行了测试和分析。采用球-盘式往复摩擦试验机对比研究了两种涂层与典型缸套材料HT200灰铸铁在大气环境、纯发动机油润滑环境和模拟发动机腐蚀性油润滑环境下的摩擦学性能。结果表明:高铬铸铁涂层在腐蚀性发动机油环境中表现出好的摩擦磨损性能。 展开更多

关键词 铝合金 缸体 油性腐蚀 高铬铸铁 等离子喷涂 摩擦学性能

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