纳米镍粉体的晶格膨胀

采用阳极弧放电等离子体技术成功制备了各种不同晶粒尺寸的纳米镍粉体材料，并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和相应选区电子衍射(SAED)等测试手段对所制备的样品的晶体结构、晶格参数、形貌、粒度进行性能表征. 实验结果表明：阳极弧等离子体法制备的镍纳米粉的晶体结构与相应的块物质相同，为fcc结构的晶态. 不同晶粒尺寸的纳米镍粉体的晶格常数均大于完整单晶镍的晶格常数，晶格畸变表现为晶格膨胀. 晶格常数和晶胞体积随着晶粒尺寸的减小而增大，晶格畸变量与晶粒尺寸的倒数成正比. 镍纳米粉体的晶格膨胀主要是由于受到表面能和表面张力的作用而引起的，可以利用纳米晶体的热力学理论作定性解释. 关键词： 镍纳米粉体 晶格常数 晶格膨胀 晶胞体积     

Al/AlN多层膜的摩擦磨损性能研究

采用柱状靶磁控溅射系统制备Al/AlN纳米多层膜,采用纳米压痕仪测量Al/AlN纳米多层膜的纳米硬度,在UMT-2M型摩擦磨损试验机上评价其摩擦磨损性能.结果表明:当AlN层较厚时,薄膜在很短时间内被磨穿;调节Al/AlN层厚比为2.9/1.1时,薄膜的摩擦磨损性能明显提高;当保持Al/AlN层厚比为2.9/1.1、变化多层膜的调制周期时,薄膜的摩擦系数较低,但硬度较低的薄膜由于承载能力不够,不能够保持优良的摩擦磨损性能.     

射频磁控溅射法制备Cu3N薄膜及其性能研究

采用反应射频磁控溅射法,在氮气和氩气的混合气体氛围中,玻璃基底上制备出了具有半导体特性的氮化铜(Cu3N)薄膜,并研究了混合气体中氮气分量对Cu3N薄膜的择优生长取向、平均晶粒尺寸、电阻率和光学带隙的影响.原子力显微镜,X射线衍射仪,四探针电阻仪,紫外可见光谱分析及纳米压痕仪等测试结果表明:薄膜由紧密排列的柱状晶粒构成,表面光滑致密;随着氮气分量的增加,Cu3N薄膜由沿(111)晶面择优生长转变为沿(100)晶面择优生长,晶粒尺寸变小,电阻率ρ从1.51×102Ω·cm逐渐增加到1.129×103Ω·cm;薄膜的光学带隙在1.34～1.75eV间变化;薄膜的硬度约为6.0GPa,残余模量约为108.3GPa.     

Al2O3纳米粉的湿化学法制备及其形貌控制工艺

以Al2(SO4)3·18H2O和NH3·H2O为原料,采用湿化学沉淀法制备了γ-Al2O3纳米粉,探讨了制备条件和后处理工艺对粉体形貌、粒径分布和团聚状况的影响.结果表明:Al3+浓度为0.8 mol·L-1,氨水pH值为12.0时,可获得粒径为10 nm左右的γ-Al2O3纳米粉;聚乙二醇2000可以促使粉体的粒径分布均匀化和抑制颗粒间团聚体的形成;以正丁醇和正己醇的混合溶剂进行异相共沸蒸馏能有效脱除水份和减小干燥过程中的毛细管力,从而获得疏松的前驱体,经900 ℃煅烧后即得到粒径分布较窄、基本无硬团聚的γ-Al2O3纳米粉.     

纳米Cu3 N薄膜的制备与性能

采用柱状靶多弧直流磁控溅射法,100℃基底温度下在玻璃衬底上制备了纳米氮化铜(Cu3N)薄膜.用x射线衍射研究了不同氮气分压对Cu3N薄膜晶体结构及晶粒尺寸的影响.结果显示薄膜由Cu3N和Cu的纳米微晶复合而成,其中Cu3N纳米微晶具有立方反ReO3结构.通过原子力显微镜对薄膜表征显示,膜表面比较光滑,具有较低的粗糙度.x射线光电子能谱对薄膜表面的成分分析表明,Cu3N薄膜表面铜元素同时以+1价和+2价存在.Cu3N的Cu2p3/2,Cu2p1/2及Nls峰分别位于932.7,952.7和399.9 eV,Cu2p原子自旋-轨道耦合裂分能量间距为20eV.用台阶仪和四探针方法测量了薄膜的厚度及电阻率,薄膜的沉积速率和电阻率在很大程度上受到氮气分压的调制.     

新型氧化铝模板自组装制备非晶碳纳米点阵列膜及其场发射性能研究

通过对阳极氧化铝(AAO)模板进行特殊扩孔处理,消除了AAO模板中带电阴离子对沉积碳离子的不良影响,利用磁过滤阴极弧等离子体沉积技术成功制备了非晶碳纳米尖点阵列膜.场发射扫描电镜(FESEM)分析表明,经过氧化和扩孔多步处理制备的AAO模板具有特殊的开口结构,制备的非晶碳纳米尖点阵列完整地复制了AAO模板的孔道阵列结构,纳米点排列整齐有序,直径约100nm,密度达1010cm-2,样品的场发射测试显示,非晶碳纳米点阵列具有良好的电子发射性能,发射电流为10mA/cm-2时的阈值电场为3.7V/μm.     

纳米结构TiN薄膜的制备与性能研究

利用自行研制的磁过滤等离子体设备,在室温条件下的不锈钢基底上成功地制备了性能良好的纳米结构TiN薄膜.运用原子力显微镜和X射线衍射仪对其结构和形貌进行了表征.利用纳米硬度仪测量了TiN薄膜的硬度和弹性模量.结果显示:沉积的TiN薄膜表面非常平整光滑,致密而无缺陷;硬度远高于粗晶TiN的硬度;TiN晶粒尺寸在30～50nm;沉积过程中在基底上施加的负偏压会影响纳米结构TiN薄膜的结构和性能.     

纳米Cu3N薄膜的制备与性能

采用柱状靶多弧直流磁控溅射法，100℃基底温度下在玻璃衬底上制备了纳米氮化铜(Cu3₃N)薄膜.用x射线衍射研究了不同氮气分压对Cu3₃N薄膜晶体结构 及晶粒尺寸的影响.结果显 示薄膜由Cu3₃N和Cu的纳米微晶复合而成，其中Cu3₃N纳米微晶具有 立方反ReO3₃结构.通 过原子力显微镜对薄膜表征显示，膜表面比较光滑，具有较低的粗糙度.x射线光电子能谱对 薄膜表面的成分分析表明，Cu3 _{关键词： 氮化铜薄膜 多弧直流磁控溅射 3}结构')" href="#">立方反ReO3₃结构     

多弧镀及磁过滤阴极弧沉积TiN薄膜的摩擦学性能对比

分别采用多弧离子镀(MAIP)和带有平面"S"形过滤管的磁过滤阴极弧设备(FCAP)在不锈钢基底上制备了2种TiN薄膜;采用往复式球-盘摩擦磨损试验机评价了2种薄膜的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜观察和分析了薄膜磨斑表面形貌及其元素面分布.结果表明:采用FCAP技术制备的薄膜表面光滑、缺陷少、普遍具有明显的(111)面择优取向;而采用MAIP技术制备的薄膜表面存在较多大小不一的颗粒和孔洞,且无明显取向.在较低载荷下,采用FCAP薄膜表现出较好的抗磨性能,其磨斑表面存在沉积的TiN磨屑;而采用MAIP制备的薄膜磨斑表面无转移沉积磨屑,摩擦系数较高.