Preparation and Characterization of Nanostructured Ni-TiN Composite Films

在悬浮有TiN纳米颗粒的镍镀液中,采用直流电镀方法制备了Ni-TiN纳米复合镀层. 采用原子力显微镜、X射线衍射仪和透射电镜等手段对镀层结构、表面形貌、耐蚀性能、硬度和热稳定性等进行了研究,并且与传统镍镀层的相应性能进行了比较. 结果表明,复合镀层在耐腐蚀性、硬度和热稳定性等方面都比传统镍镀层有了显著提高;由于电流密度对阴极析氢和镍晶粒的成核/生长速率的影响,Ni-TiN纳米复合镀层的硬度随着电镀电流密度的增加而轻微减小.     

钼镍镀层的制备及其光谱性能（英文）

采用电沉积法在镍合金表面制备钼镍镀层。研究钼镍镀层的硬度、磨损质量和摩擦系数、热膨胀等性能。分别用发射光谱法、能谱法、扫描电镜法和X衍射法等对钼镍镀层进行表征。在镍合金表面镀上一层钼镍镀层,可使其的硬度和耐磨性大幅度提高并减小磨擦系数,钼镍镀层的硬度为518 HV,比镍合金的硬度(300 HV)提高了72.67%;钼镍镀层的磨损质量是镍合金的磨损质量的1/1.94;镍合金和钼镍镀层的磨擦系数分别为0.640和0.559。镍合金的物理热膨胀曲线在100~120℃温度范围和570~640℃范围形成了2个峰,镍合金+钼镍镀层的物理热膨胀曲线在570~640℃范围形成了1个峰。在570~640℃范围可明显改善其热膨胀,镍合金+钼镍镀层的物理热膨胀曲线在570~640℃范围形成的峰远比镍合金的物理热膨胀曲线在570~640℃范围形成的峰小,可能是因为钼进入到镍的晶格中,抑制了镍在570~640℃范围发生晶格转变(bcc→fcc)所致。镍合金+钼镍镀层的物理热膨胀曲线在595~625℃范围形成的小峰,可能是由于MoNi_4和MoNi由半晶型结构转变为晶型结构所致。     

(Zr,V)N复合膜的结构、力学性能及摩擦性能研究

通过非平衡磁控溅射的方法制备了不同V含量的(Zr,V)N复合薄膜, 采用EDS, XRD, XPS, 纳米压痕仪和摩擦磨损仪等对薄膜的化学成分、微结构、力学性能及摩擦性能进行了研究. 结果表明, V的加入虽未改变ZrN的fcc晶体结构, 但使薄膜的择优取向由ZrN的(200)面转变为(Zr,V)N的(111)面. 随着V含量增加, (Zr,V)N复合膜的硬度略有升高后缓慢降低, 并在含25.8 at.%V后迅速降低. 与此同时, 薄膜的常温摩擦系数亦有小幅降低. 高温摩擦研究表明, (Zr,V)N薄膜在300 ℃时出现V₂O₃, V₂O₅ 在500 ℃后形成, 其含量也随温度的提高而增加. 薄膜的摩擦系数因V₂O₅ 的形成而得到显著降低. 关键词： (Zr,V)N 薄膜 微结构 力学性能 摩擦性能     

软X射线掠射筒状反射镜镀镍磷合金的研究

在软X射线掠射光学系统筒状反射镜的加工过程中,根据对反射镜内表面镍磷合金镀层的质量要求,采用镍盐还原法对筒状微晶玻璃反射镜的内表面进行了活化,并对在含有30g/LNiSO4.6H2O、30g/LNaH2PO2.H2O、25g/LNa(CH3COO).4H2O、18g/LC6H8O7、10mg/L添加剂的镀液中沉积镍磷合金镀层的工艺方法进行了探索。对得到的镍磷合金镀层的结合力、抗腐蚀能力等进行了测试。结果表明,采用此法镀制的镍磷合金镀层结合力达到4B级,耐蚀性好,能够满足光学精密抛光的要求。     

镁/镀镍碳纳米管界面特性电子理论研究

建立了复合材料中（镀镍）碳纳米管/镁界面原子集团模型,采用递归法计算了界面电子结构.计算表明：镀镍碳纳米管与镁形成的界面结构能、原子结合能较低,镍能够加大纳米管/基体界面结构的稳定性,促进界面结合强度的提高;在界面镍镀层中镁原子的相互作用能为正,说明镍镀层中的镁原子相互排斥,不能形成原子团簇,具有有序化倾向,形成起到强化界面作用的有序相;碳、镁原子在未镀镍碳纳米管与镁的界面格位能较高,降低界面稳定性,因而界面比较脆弱.碳纳米管镀镍后,镍使界面处镁、碳的格位能大幅降低,界面稳定性增强. 关键词： 复合材料 纳米管 电子结构 界面     

Ti/Ti-类金刚石多层膜的制备与表征

采用电子回旋共振-化学气相沉积结合中频磁控溅射的真空镀膜技术, 以99.99%Ti为靶材, 乙炔为碳源制备了Ti/Ti-类金刚石(DLC)多层膜. 利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪 对Ti/Ti-DLC多层膜进行了相结构、组织、成分及形态分析. 采用显微硬度仪、摩擦磨损仪、表面粗糙度仪对Ti/Ti-DLC多层膜进行了力学性能考察. 结果表明: Ti/Ti-DLC多层膜中主要含有TiC晶相; Ti层和Ti-DLC层中未出现柱状晶体生长模式, 分层中均以岛状模式生长; 当调制周期Λ≤ 50 nm时, 分层结构变模糊; 调制周期Λ对Ti/Ti-DLC多层膜的复合硬度、摩擦系数、表面形貌、表面粗糙度都有影响, 当调制周期Λ较小时表现出纳米增硬效应, 表面出现大颗粒, 表面粗糙度和摩擦系数均变大.     

金刚石粉表面化学镀镍工艺改进及镀层显微分析

对金刚石粉表面化学镀镍的反应机理进行了分析,并在活化和化学镀之间增加了一个还原步骤。采用正交实验优化了金刚石粉表面化学镀镍工艺,最优的化学镀参数为:硫酸镍26 g/L,次磷酸钠22 g/L,柠檬酸钠6 g/L,甲酸钠6 g/L,pH值为9~10。采用扫描电镜(SEM)、能谱成分分析(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对金刚石粉表面镀镍层的表面形貌、镀层成分及物相结构进行了分析。金刚石粉表面的致密镍-磷镀层中磷的质量分数为7.78%,属于中磷镀镍层,中磷镀镍的硬度,耐磨性和耐腐蚀性比较适中,且磁性小,有利于后续的电镀。     

热交换器表面镀层对传热性能的影响

采用化学镀的方法对热交换器表面进行表面改性,使其换热表面沉积一层表面能不同的均匀镀层。传热实验表明,随着磷含量的增大,凝结传热系数增大。进一步可视化实验研究表明,镀层换热表面均表现为珠膜共存状态,增大镀层的磷含量,换热表面促进珠状凝结的效果更加明显。这归于镀层降低了传热表面的表面能值。     

Ni-TiB2-Nd2O3复合镀层的性能研究

采用TiB2和Nd2O3微粒作为共掺杂微粒,用电沉积法制备Ni-TiB2-Nd2O3复合镀层.用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定镀层中Ti、Nd元素的质量百分含量(wt%);分别研究镀层中Nd2O3微粒的含量对镀层的硬度、磨损质量和摩擦系数等的影响;用X衍射法(XRD)对Ni-TiB2-Nd2O3...     

射频反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜摩擦特性研究

以高纯石墨做靶,CHF3和Ar气为源气体,采用射频反应磁控溅射法在不同流量比条件下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜.利用原子力显微镜、纳米压痕仪、拉曼光谱和红外光谱、摩擦磨损测试仪对薄膜的表面形貌、硬度、键结构以及摩擦性能做了具体分析.表面形貌测试结果表明,制备的薄膜整体均匀致密,表现出了良好的减摩性能.当CHF3与Ar气流量比r为1:6时,所得薄膜的摩擦系数减小至0.42,而纳米压痕结果显示,此时薄膜的硬度也最高.拉曼和红外光谱显示,随着r的增加,薄膜中的F浓度呈上升趋势,薄膜中的芳香环比例减小.研究表明,F原子的键入方式是影响F-DLC薄膜摩擦系数的一个重要因素,CF2反对称伸缩振动强度的减弱和CC中适量碳氢氟键的形成都能导致薄膜具有相对较低的摩擦系数.     

微弧等离子喷涂碳纳米管/纳米Al2O3-TiO2复合涂层的吸波性能研究

将碳纳米管与纳米Al₂O₃-TiO₂陶瓷粉末超声共混制备了碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合粉末,测试了复合粉末在2—18GHz波段的电磁参数.研究表明：随着碳纳米管质量分数的增加,碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合粉末的复介电常数和损耗角不断增大.当碳纳米管质量分数和厚度增加时,复合粉末对电磁波的反射率峰值先增加后减小,而谐振频率不断向低频移动.采用微弧等离子喷涂制备了7wt%碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合吸波涂层,当厚度为1.5mm时,涂层最小反射率为-24.0dB,当厚度为2.0mm时,涂层小于-10dB的频带宽为3.60GHz,当温度为500℃高温时,1.0mm厚的涂层最小高温反射率为-12.2dB,小于-10dB频带宽为2.0GHz.复合涂层的实际厚度D与理论厚度d呈线关系：d=0.898D+0.515. 关键词： 等离子喷涂 碳纳米管 2O₃-TiO₂')" href="#">纳米Al₂O₃-TiO₂ 吸波性能     

The effect of carbon nanotubes on the corrosion and tribological behavior of electroless Ni-P-CNT composite coating

In this study, Ni-P-CNT composite coating was successfully deposited on the surface of copper by electroless plating. X-ray diffraction (XRD) analysis and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the coatings. The wear behavior of the coatings was investigated using a pin-on-disk test rig and subsequently friction coefficient data were reported. The corrosion behavior of the Ni-P and Ni-P-CNT coated specimen were evaluated through polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 3.5 wt.% NaCl aqueous solution at the room temperature. The results indicated that the incorporation of carbon nanotubes (CNTs) in the coating improved both tribological behavior and corrosion resistance. These improvements have been attributed to superior mechanical properties, unique topological structure and high chemical stability of nanotubes.     

Nanostructured carbon nanotube/TiO2 composite coatings using electrophoretic deposition (EPD)

Electrophoretic deposition (EPD) has been used to combine multi-walled carbon nanotubes of diameter in the range 20–30 nm and commercially available TiO₂ nanoparticles (23 nm particle size) in composite films. Laminate coatings with up to four layers were produced by sequential EPD, while composite coatings were obtained by electrophoretic co-deposition of carbon nanotubes and TiO₂ nanoparticles, respectively. Scanning electron microscopy was used to characterize the resultant microstructures. The mechanism of EPD of carbon nanotube/TiO₂ nanoparticle composites is discussed.     

聚乙烯醇/二氧化硅复合增透膜的制备和可清除性

 用溶胶-凝胶法制备了易清洗的聚乙烯醇/二氧化硅(PVA/SiO₂)复合增透膜。先在K9玻璃基片上镀制PVA薄膜,然后在PVA薄膜上镀上二氧化硅增透膜。用紫外可见光分光光度计、椭偏仪、光学显微镜、扫描探针显微镜和静滴接触角测量仪分别分析了膜层和基片的透射率、膜层厚度和折射率、表面形貌、水接触角等性质,用去离子水作溶剂对复合膜层进行清洗。结果表明：聚乙烯醇/二氧化硅复合增透膜峰值透射率达到99.8％,峰值透射率位置可以随SiO₂厚度而调节。复合膜层能够被热水清除,清除后基片完好,其透射率、表面形貌和水接触角与镀膜前一致。     

Geometrically nonlinear free vibration of shear deformable piezoelectric carbon nanotube/fiber/polymer multiscale laminated composite plates

The nonlinear free vibration of carbon nanotubes/fiber/polymer composite (CNTFPC) multi-scale plates with surface-bonded piezoelectric actuators is studied in this paper. The governing equations of the piezoelectric nanotubes/fiber/polymer multiscale laminated composite plates are derived based on first-order shear deformation plate theory (FSDT) and von Kármán geometrical nonlinearity. Halpin–Tsai equations and fiber micromechanics are used in hierarchy to predict the bulk material properties of the multiscale composite. The carbon nanotubes are assumed to be uniformly distributed and randomly oriented through the epoxy resin matrix. A perturbation scheme of multiple time scales is employed to determine the nonlinear vibration response and the nonlinear natural frequencies of the plates with immovable simply supported boundary conditions. The effects of the applied constant voltage, plate geometry, volume fraction of fibers and weight percentage of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the linear and nonlinear natural frequencies of the piezoelectric nanotubes/fiber/polymer multiscale composite plate are investigated through a detailed parametric study.     

碳纳米片-碳纳米管复合材料的一步合成及其场 发射性质研究

利用等离子体化学气相沉积技术, 在引入Ti过渡层后的Co膜表面一步制备出碳纳米片-碳纳米管复合材料, 研究了Co膜厚度对复合材料形貌及场发射性质的影响. 当Co薄膜厚度为11 nm时, 得到了垂直基片定向生长的碳纳米管和碳纳米片复合物, 此时, 碳纳米片分布在碳纳米管的管壁上和管的顶端, 样品的场发射性能最佳.     

碳纳米管/金刚石复合材料的场发射特性

采用微波烧结方法制备了碳纳米管/金刚石复合材料。将碳纳米管和纳米金刚石粉末混合后研磨压片,然后在微波等离子气相沉积系统中采用微波烧结。利用扫描电镜对复合材料的表面形貌和微观结构进行了分析,结果显示碳纳米管比较均匀地分散于复合材料中,并在表面形成了发射微尖。利用二极管结构在动态真空室中对复合材料的场发射特性进行了研究,复合材料有较好的场发射特性,电流密度接近15mA/cm2。     

碳纳米管/丙烯酸酯涂料的制备及其红外吸波性能

"利用表面改性剂对碳纳米管进行表面改性来防止其颗粒的团聚,从而制得分散性较好的碳纳米管浆料,在此基础上来制备碳纳米管/丙烯酸酯涂料,并研究了它在近红外波段的反射率．分析了PVC浓度、表面改性剂的种类及浓度以及碳纳米管的管长,对碳纳米管/丙烯酸酯涂料在?=930 nm处反射率的影响,并对涂料工艺进行了优化设计,最终制备出了吸收性能优良的碳纳米管/丙烯酸酯涂料．它在840~950 nm的近红外波段的反射率为均在0.1%以下并且透射率均在1.0%以下．"     

Coating curly carbon nanotubes with monocrystalline Zn(BO2)2 and the mechanism of straightening the tubes

We overgrew single-crystalline Zn(BO2)2 coatings on carbon nanotubes (CNTs) for the first time. Scanning electron microscopy and transmission electron microscopy analyses revealed that the carbon nanotube-zinc borate composite rods are from tens to hundreds of nm in diameter. It is notable that the original curly tubes were straightened by the monocrystalline coatings. In addition, the crystal nucleation and growth on the surface of CNT were explained. We set a two-dimensional model, which is based on our experimental result, to qualitatively explain the mechanism of straightening the curly tubes by coating them with single-crystals.     

碳纳米管材料及应用

碳纳米管自发现以来，由于其独特的结构和奇特的物理，化学和力学特性以及其潜在的应用前景而倍受人们的关注。本文介绍近年来这一前沿研究领域所取得的部分重要研究进展，并讨论碳纳米管的几种应用前景。