CrN基复合薄膜的结构及摩擦磨损性能研究

采用反应磁控溅射法制备了CrN、CrSiN与CrAlN复合薄膜,分析了复合薄膜的微观结构,并考察了3类薄膜的摩擦磨损性能。结果表明：所制备的薄膜晶体结构没有随着Si或Al的加入发生转变,仍然为面心立方结构。CrAlN复合薄膜为合金复合薄膜,其中Al以置换方式固溶于CrN中,取代了一部分Cr原子,形成固溶体;CrSiN复合薄膜为晶态CrN与非晶态Si3N4组成纳米复合结构。复合薄膜结构致密且硬度较CrN大幅提高,在摩擦磨损过程中具有较强的抗形变能力,能够有效阻止裂纹,抗摩擦磨损性能较CrN薄膜均有不同程度的提高。     

非晶碳基薄膜材料水环境摩擦学研究进展

海洋资源的开发利用和人们对环保意识的提高促进了水润滑体系的快速发展.碳基薄膜材料以其高硬度、良好的化学稳定性、生物相容性和优异的减磨耐磨性能成为水润滑体系的最佳候选材料之一.文中综述了近年来碳基薄膜在水基润滑介质中的摩擦学性能及其润滑机理研究进展,并对碳基薄膜在水润滑体系中的潜在应用进行了展望,指出碳基薄膜将向着适应复杂多变环境的智能化及长寿命的方向发展.     

Si-DLC薄膜在硝酸介质中的腐蚀磨损行为与机理

本文中利用电化学工作站与摩擦试验机研究了DLC薄膜与Si-DLC薄膜在去离子水和硝酸环境下的腐蚀摩擦行为,并通过动电位极化和电化学交流阻抗测试研究了两种薄膜的电化学腐蚀性能,结合磨损试验结果综合分析了两种薄膜在硝酸环境下的腐蚀磨损机理.结果表明:Si掺杂增加了薄膜在硝酸环境下的腐蚀电流密度;减小了DLC薄膜在去离子水和硝酸环境下的摩擦系数;磨损结果分析发现机械磨损是造成薄膜损伤的最主要因素,腐蚀-磨损的相互作用约占薄膜总磨损量的4%,其影响作用不可忽视.     

水溶液法制备图案化TiO_2薄膜

从硫酸钛Ti(SO4)2的水溶液出发,采用化学浴沉积和电沉积法来制备图案化TiO2薄膜.通过硫酸和双氧水来稳定Ti4+,配制了pH=1.0的硫酸钛溶液和pH=1.6的过氧硫酸钛溶液.结合微接触印刷术在硅基底上制得自组装膜预图案,再化学浴沉积TiO2即可得规则图纹.无机配体对钛溶液的稳定性和TiO2的晶型均有影响,溶液的酸度关系到所得图案的质量.过氧硫酸钛溶液同样适用于电沉积,在导电玻璃基底上旋涂光刻胶后选择性曝光、显影,通过控制阴极电位可获得高差达200nm的清晰图案.     

Eu掺杂的ZnO/MIL-53(Fe)光催化剂的合成及其对醇类选择性氧化的催化性能研究

采用原位合成法将稀土元素Eu掺杂到半导体ZnO中,并与MIL-53（Fe）复合,成功制备了三维（3D）纳米复合光催化剂Eu-ZnO/MIL-53（Fe）,通过X射线衍射（XRD）、红外（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）、X射线光电子能谱分析（XPS）及电化学阻抗谱（EIS）等手段对复合材料的结构、形貌以及光学电学性能进行了详细的表征.实验结果表明：引入稀土元素可以极大地提高MIL-53（Fe）的光催化效率,同时促进光生电子-空穴的有效分离,使得催化活性进一步提高.通过活性捕捉实验和电化学手段对该反应可能的反应机理进行探究,结果表明：该光催化过程是通过空穴（h⁺）和羟基自由基（·OH）共同作用实现苯甲醇的选择性氧化.通过循环实验和表征参加光反应前后的催化剂的结构来探究该催化剂的光稳定性和热稳定性,结果表明该复合型光催化剂具有良好的光稳定性和热稳定性.     

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

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.     

二硫化钼表面氧化行为的研究——Ⅰ.不同化学计量比MoS_2表面氧化行为的研究

本文利用X-射线光电子能谱仪、X-射线衍射仪和电子显微镜对不同化学计量比的MoS_2表面氧化行为进行了研究。结果表明,完整的MoS_2(002)表面在350℃时的热稳定性能良好,即使在450℃下于短时间内也未发生明显的氧化,这与它有序的原子排列结构有关;然而一旦破碎就表现出与单晶表面不同的化学稳定性,甚至在室温就发生表面氧化;MoS_2(002)经60°倾角入射的Ar~+刻蚀微细化可使表面积增大,容易与空气中的氧反应生成稳定的钼的氧化物;天然MoS_2单晶的S、Mo原子比约为1.8∶1.0,经反复摩擦后S、Mo原子比发生了变化,生成非化学计量比的MoSx(x<1.8),Mo~(4+)向较低化学价态转变,致使MoSx的Mo原子有更多的悬空链,这是导致表面氧化失效的化学因素。     

用椭圆仪研究磨损表面

椭圆仪可用来测量固体表面和表面膜的光学性质及膜厚。其优点是仪器简单,制样和测量方便。膜厚的测量范围从几埃()到数千埃()。缺点是表面光洁度和污染膜会影响测量结果。椭圆仪工作原理示意图见图1。 单色光经过起偏棱镜和λ/4补偿器后,形成平面偏振光,然后入射到被研究的物体表面上,当振动平面与入射面成45℃,时,入射光的两个分量,即与入射平面平行或垂直的两个分量在相位和振辐上是相同的,但当从平面上反射之后,其强度和相位都发生变     

计算有机粘结固体润滑涂层配方的计算机程序——Ⅱ.选择混合溶剂的程序

本文在对有机粘结剂的溶液理论、溶剂的选择判据、有机粘结剂和溶剂的溶解度参数等进行了简要介绍之后,重点阐述了作者根据溶解度三参数原理、溶剂相对挥发速率、线性优化数学模型和环境保护规范等编制的选择混合溶剂的电子计算机程序,并对计算结果及其应用也作了一定深度的讨论。     

几种金属氧化物填充聚四氟乙烯复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能

利用ＭＨＫ－５００型环－块磨损试验机，对分别以金属氧化物Ｐｂ３Ｏ４，ＰｂＯ和Ｃｕ２Ｏ（三者的添加量以体积分数计均为３０％）填充的聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料在干摩擦下与ＧＣｒ１５轴承钢对摩时的摩擦学性能进行了研究，并利用扫描电子显微镜和光学显微镜对几种材料的磨屑和磨损表面作了观察与分析，还对材料的磨损机理进行了探讨．结果表明，这３种填充ＰＴＦＥ复合材料的摩擦性能均与纯ＰＴＦＥ的基本相当，而它们的耐磨性都远比后者的好．在这３种复合材料中，以ＰＴＦＥ－３０％Ｐｂ３Ｏ４的摩擦学性能最好，即使在负荷４００Ｎ和速度１．５ｍ／ｓ条件下的耐磨性也依然良好，其磨损质量损失几乎比ＰＴＦＥ－３０％ＰｂＯ的低２个数量级．显微观察发现，分别以Ｐｂ３Ｏ４，ＰｂＯ和Ｃｕ２Ｏ填充的ＰＴＦＥ复合材料都发生了向偶件钢环表面的转移，形成了结合力较强、分布较均匀的摩擦转移膜，而且３种金属氧化物的填充都能提高材料的承载能力，阻止ＰＴＦＥ带状结构的大面积破坏，改变磨屑的形成机理，从而大幅度地降低了ＰＴＦＥ复合材料的磨损；复合材料ＰＴＦＥ－３０％Ｃｕ２Ｏ的磨损表面有垂直于滑动方向的裂纹萌生与扩展，使这种材料的机械强度和承载能力都降低，致使材料在较高