烧结型NdFeB永磁体表面有机纳米复合膜的制备及性能

采用自组装分子膜技术在烧结型NdFeB永磁体表面制备了三嗪硫醇三乙基硅烷(TES)自组装分子膜(TES-SAMs), 在TES-SAMs的基础上利用自主开发的有机镀膜技术制备了具有含氟官能团的三嗪硫醇(ATP)有机纳米复合薄膜(TES-ATP). 通过X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、椭圆偏振光谱仪、原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪对薄膜的表面状况进行评价, 使用UMT-2型摩擦磨损试验机研究TES-SAMs和TES-ATP的微摩擦学性能. 研究结果表明: TES-SAMs和TES-ATP的膜厚分别是5.08和29.78nm; 表面自由能从基体的73.13 mJ·m^-2下降到TES-SAMs的63.69 mJ·m^-2和TES-ATP复合膜的10.19 mJ·m^-2, 且TES-ATP复合膜对蒸馏水的接触角为123.5°, 成功实现了NdFeB表面由亲水到疏水的转换.TES-SAMs和TES-ATP均能有效降低摩擦系数, TES-SAMs的摩擦系数为0.22, TES-ATP的摩擦系数为0.12, 而基体的摩擦系数为0.71; 同时, TES-ATP还表现出良好的抗磨性能. TES-ATP复合膜为微机电系统中的摩擦磨损问题的解决提供了一种新思路.     

Ti-6Al-4V钛合金表面疏水性复合膜的制备及其微摩擦磨损性能

通过自组装分子膜（SAMs）方法和有机镀膜技术在Ti-6Al-4V钛合金表面成功制备了三嗪硫醇三乙基硅烷（TES）自组装分子膜（TES-SAMs）和含氟官能团的三嗪硫醇（ATP）复合膜（TES-ATP）.采用X射线光电子能谱仪、接触角测量仪、椭圆偏振光谱仪、原子力显微镜、超景深三维显微镜和UMT-2型摩擦磨损试验机评价薄膜结构及其微摩擦学特性.研究结果表明：TES-SAMs自组装分子膜和TES-ATP复合膜的膜厚分别为3.9和22.2 nm,其对蒸馏水的接触角分别为94.5°和130.5°,呈疏水性.TES-SAMs自组装分子膜和TES-ATP复合膜均能有效降低基体的摩擦系数,TES-SAMs自组装分子膜的摩擦系数稳定在0.23,TES-ATP复合膜的摩擦系数为0.17,而空白基体的摩擦系数为0.50;同时TES-ATP复合膜还表现出良好的抗磨性能.     

Mg-Mn-Ce镁合金表面功能纳米有机薄膜的制备与摩擦学特性

通过有机镀膜技术在Mg-Mn-Ce镁合金表面制备了有机薄膜,采用接触角测量仪测定了有机薄膜的蒸馏水接触角,使用椭圆偏振光谱仪测试了薄膜厚度,利用X射线光电子能谱仪（XPS）表征了薄膜表面典型元素的化学状态,使用原子力显微镜（AFM）观察了薄膜的表面形貌,并借助于纳米划痕测试仪评价了薄膜在微载荷下的摩擦学特性。研究结果表明：有机镀膜后镁合金表面形成了有序的纳米有机薄膜,有机薄膜与蒸馏水的接触角为108.6 °（未处理镁合金基体与水的接触角为45.8 °）,实现了亲水到疏水功能特性的转变;未处理镁合金基体的摩擦系数为0.127,有机镀膜后镁合金的摩擦系数为0.078,因此疏水性纳米薄膜能够有效降低摩擦系数。     

具有低表面自由能有机介电薄膜的制备及表征

通过自主开发的有机镀膜技术在Mg-Mn-Ce镁合金表面制备了具有低表面自由能和较高介电常数的有机纳米薄膜. 利用X射线光电子能谱(XPS)分析了表面有机镀膜过程的反应机理, 借助傅里叶变换红外(FT-IR)光谱进一步确认表面有机膜层的存在, 采用接触角测量仪测定了有机薄膜的蒸馏水接触角和表面自由能变化, 使用椭圆偏振光谱仪研究了薄膜的厚度, 并借助精密阻抗分析仪评价了薄膜的介电性能. 有机镀膜后镁合金表面形成了一层纳米级厚度的有机薄膜, 接触角从基体的70.8°上升至150.5°, 表面自由能从基体的37.96 mJ·m^-2降低到1.57 mJ·m^-2, 镁合金表面从亲水性转变为疏水性; 薄膜的厚度和质量随有机镀膜时间延长先增加后有所减小, 在镀膜20 min时薄膜性能最佳, 此时膜重达到23.5 μg·cm^-2, 膜厚最大为147.48 nm, 其相对介电常数也达到最大, 在1 kHz下可达24.922.