仿贝壳结构的自组装纳米复合薄膜的制备、表征及摩擦学性能研究

利用超分子自组装方法在普通玻璃表面制备了仿贝壳有机-无机复合纳米薄膜 。采用X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪及透射电子显微镜等 对薄膜结构进行了表征。用动-静摩擦系数测定仪初步考察了其摩擦行为。结果表 明,这种薄膜具有机-无机有序交替的层状纳米复合结构,其聚合前的层间距为4. 20 nm, 聚合后的层间距为3.91 nm。聚合后的仿贝壳自组装纳米复合薄膜具有良好 的减摩性能。     

离子注入对SiO_2表面非晶碳薄膜的化学状态及摩擦学性能的影响

采用真空蒸镀法在 Si O2 表面制备非晶态碳纳米薄膜 ,考察了碳离子注入对非晶态碳薄膜与基体结合强度及摩擦学性能的影响 ,并采用 X射线光电子能谱表征了碳薄膜 /基体的界面化学状态 .研究结果表明 :非晶态碳薄膜经碳离子注入处理后 ,碳薄膜与基体的结合强度及其耐磨寿命均明显提高 ;当碳离子注入剂量达到 1× 10 1 6 C+ /cm2 时 ,碳薄膜与基体的结合强度增加 ,但碳薄膜耐磨寿命的提高幅度有限 ;当注入剂量达到并超过 5× 10 1 6 C+ /cm2 后 ,碳离子注入所引起的碰撞混合和化学混合作用直接导致碳薄膜与 Si O2 基体界面处的原子扩散以及 Si- C键的形成 ,从而大幅提高碳薄膜与基体的结合强度及其耐磨寿命 .     

修饰剂链长变化对核壳结构CdS纳米晶尺寸和光学性质的影响

采用液液两相法,在甲苯和水的两相体系中制备了由不同烷基链长单硫醇修饰的具有无机-有机核壳结构的CdS半导体纳米晶.使用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对样品的结构和组成进行了表征.结果表明,样品CdS半导体纳米晶是由无机纳米核及其表面化学吸附的硫醇组成的,而且壳层有机修饰剂对无机纳米核的尺寸和光学性质影响很大.进一步分析发现,层修饰剂的烷基链长和CdS纳米核的尺寸之间存在着类似抛物线的关系.这主要是由于在两相体系中,Cd纳米核的形成和成长两个阶段受到修饰剂在有机相中的迁移率以及其在纳米核表面的组装有序度两种关键因素竞争结果的控制.     

阴离子表面活性剂和β-环糊精包结作用

环糊精由于其特殊结构可与众多物质(客体分子)形成包结物,这种包结物在化学理论研究、化工工业、农业及医药等领域有广阔的应用前景[1、2],因而受到人们极大的关注.人们用电导法、核磁技术、表面张力法等研究了环糊精与阴离子表面活性剂的相互作用,但这些方法得出的结果很...     

一种冠醚化合物作为新型润滑油添加剂的抗磨减摩性能研究

合成了溴代苯并－１５－冠醚,与ＺＤＤＰ对比考察了其作为液体石蜡添加剂的磨工用配位化学理论解释了其边界润滑机理。结果表明,冠醚添加剂的抗磨减摩性能优于ＺＤＤＰ,是一种可塑替代ＺＤＤＰ的具有良好润滑性能的新型无灰润滑油添加剂。     

面扫描激光淬火对钛合金微动磨损性能的影响

用ＳＲＶ摩擦磨损试验机研究了面扫描激光淬火钛合金在线接触条件下微动磨损性能,并用ＳＥＭ,ＥＤＡＸ及Ｘ射线衍射等分析了共机理,结果表明,激光淬火处理后钛合金的耐磨性提高１２３倍,摩擦系数降至原来的１／３～１／５,微观硬度提高２．８倍,抗蚀能力得到的改善,同时激光淬火处理后钛合金表面晶粒细化为球状微晶结构,由表面向内层形成多层梯度结构,分别为３μｍ陶瓷化层,５～６μｍ无序结构层,由α＋β相组成的１．５     

新型Ni-P功能梯度镀层的磨损特性研究

采用电沉积技术在钢表面制备了Ni-P功能梯度镀层和不同磷含量的Ni-P镀层,对比考察了2种镀层的磨损性能.结果表明:沿镀层厚度方向,梯度合金镀层具有较好的成分和结构梯度;Ni-P梯度镀层的耐磨性较均质单层Ni-P镀层提高近1~2倍;经过高温热处理后,Ni-P合金镀层的主要磨损机制为裂纹萌生和扩展以及微区脆性剥落等,在磨损过程中梯度结构能够有效地抑制裂纹的萌生和扩展,从而使梯度结构合金镀层耐磨性大幅提高.     

单晶硅氩离子注入层的微观结构和微观摩擦磨损行为

利用离子注入技术对单晶硅表面进行了氩离子注入,用微摩擦磨损实验机研究了改性层的摩擦磨损行为,并用透射电子显微镜研究了改性层的微观结构.结果表明:经过一定剂量的氩离子注入后单晶硅的耐磨性能较注入前有了一定的提高,其中以注入剂量1×1016ions/cm2为最好,氩离子的注入使单晶硅表面形成了硅的微晶态与非晶态共存的混和态结构的改性层,使其具有良好的抗塑变和塑性剪切能力,从而改善了单晶硅的抗磨能力.     

磁控溅射Al靶功率对类金刚石薄膜的结构和摩擦学性能影响

本文采用中频磁控溅射金属Al靶,以CH4为反应气体,通过调整Al靶溅射功率,在p(100)单晶硅片和不锈钢基底上成功制备出不同Al含量的Al/a-C:H纳米复合薄膜。并利用HR-TEM、XPS、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机等手段分析和研究了Al/a-C:H薄膜的结构、机械及摩擦学性能。结果表明：金属Al以纳米晶颗粒形式镶嵌在非晶碳网络中,使得所制备Al/a-C:H薄膜呈现出典型的纳米晶/非晶复合结构;同时,Al掺杂促进薄膜中sp2杂化碳形成,且有效地释放残余内应力。Al靶溅射功率为800 W时所制备的Al/a-C:H薄膜具有结构致密、内应力低、硬度高的特性;在大气环境中,该薄膜与Si3N4陶瓷球干摩擦时显示出优越的摩擦学性能,其摩擦系数约为0.055,磨损率约为2.9×10-16 m3/(N?m)。     

水溶液法制备图案化TiO2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200 nm的清晰图案.