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.     

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     

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.     

铜掺杂类金刚石纳米点阵列的制备及场发射性能研究

利用磁过滤等离子体结合氧化铝模板(AA0)技术在室温下制备了具有优异场发射性能的铜掺杂类金刚石(DLC)纳米点阵列.微观分析表明,铜掺杂类金刚石纳米点阵列分布均匀,密度高达109cm-2;利用X射线光电子能谱对制备的铜掺杂类金刚石纳米点阵列进行结构分析,测得铜的掺杂量为3.6;且sp3键含量高达60;;通过对铜掺杂类金刚石纳米点阵列的场发射性能测试,试验结果表明,铜掺杂类金刚石纳米点阵列开启电场和阈值电场分别为0.08V/μm,0.42V/μm,并且在电场值为0.67V/μm时,发射电流密度高达95mA/cm2,场发射性能明显优于无掺杂类金刚石纳米点阵列.     

Cu3N薄膜及其研究现状

Cu3N薄膜是近10年来研究的热点材料之一.Cu3N是立方反ReO3结构,理想立方反ReO3结构的一个晶胞中Cu原子占据立方边的中心位置而N原子占据立方晶胞的八个顶点,此结构的体心位置有一较大间隙,Cu原子以及其他原子如Pd、碱金属原子等很有可能进入此位置导致Cu3N的电学性能、光学性能等发生很大的变化,这使得该材料具有很大的潜在应用价值.Cu3N的晶格常数为0.3815nm,密度5.84g/cm3,分子量204.63,颜色呈黑绿色或红褐色,空间点群Pm3m.Cu3N薄膜在室温下相当稳定并且热分解温度较低(300℃左右),热分解前后薄膜的光学反射率有较大差别,这可使Cu3N薄膜用作一次性光记录材料.此外,Cu3N薄膜还可用作在Si片上沉积金属Cu线的缓冲层、低磁阻隧道结的阻挡层、自组装材料的模板等.     

溶剂热法合成CoS2纳米粉体

本文采用溶剂热法,以CoCl2·6H2O 、Na2S·9H2O为原料,乙二醇和无水乙醇为溶剂,在180 ℃恒温下制备出CoS2纳米粉体.用XRD和SEM、TEM对其组成、粒径大小、表面形貌进行表征,用VSM对其铁磁性进行测量.结果表明, 制得的CoS2为粒度均匀、粒径分布在10～50nm之间的球形铁磁性纳米材料.     

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.     

高质量非晶金刚石薄膜的制备研究

利用自行研制的磁过滤等离子体技术(FCAP),并创造性地对衬底施加低频率周期性负偏压,在室温下的单晶硅表面上制备了高质量的非晶金刚石薄膜。用扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),红外吸收光谱(IR),纳米硬度计和摩擦试验仪对制备的非晶金刚石薄膜进行了结构和性能表征。实验结果表明:制备的非晶金刚石薄膜表面十分光滑,表面粗糙度仅为0.1nm;薄膜中sp3键成份高达70.7%,对应薄膜硬度达到74.8GPa,接近金刚石的硬度;薄膜摩擦系数在0.12~0.16之间。文中也讨论了偏压类型对沉积薄膜结构的影响。     

CuO Nanosheets Synthesized by Hydrothermal Process

CuO nanosheets are synthesized by oxidation of commercial Cu substrates through the hydrothermal process at 150℃. The as-synthesized nanosheets are characterized by powder x-ray diffraction, transmission electron microscopy, selected area electron diffraction and x-ray photoelectron spectroscopy. For comparison, Cu substrates are also oxidized without NaOH added in precursor solution. The results show that the morphology of CuO could be controlled by NaOH, which demonstrates that NaOH can serve as a cosolvent and modifier in the reaction system. The possible mechanism of the growth of CuO nanosheets is also discussed.     

(Ti1-xAlx)N硬质涂层的研究进展

TiAlN作为一种三元复合纳米涂层材料,具有非常好的性能.该涂层克服了TiN涂层所存在的一些缺陷,其硬度远远高于TiN涂层,最高可达47GPa, 并且具有很好的热稳定性,在700℃高温下仍很稳定,而TiN涂层在500℃时就已被氧化.TiAlN涂层还具有抗磨损,摩擦系数小,热膨胀系数及热传导系数低等特性,这些特性与涂层中Al含量的多少有关,Al含量的改变会导致涂层微观结构的改变,从而使其性能发生变化.氮分压和基底温度对TiAlN涂层的性质有着极其重要影响.本文结合国内外对TiAlN涂层的最新研究进展,对TiAlN涂层的应用,制备方法,结构,抗氧化性及硬度作了简要论述.