吴艳霞
,
李红轩
,
吉利
,
冶银平
,
孙晓军
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陈建敏
,
周惠娣
功能材料
采用非平衡磁控溅射技术在不锈钢及Sip（111）基体上制备了含氢无定形碳（a-C∶H）薄膜,沉积的薄膜表面光滑,硬度高,内应力小,膜/基结合力好。利用球-盘摩擦实验机对薄膜在不同真空度（1.0×105、5.0×10-2、1.0×10-2、5.0×10-3 Pa）下的摩擦学行为进行了研究,结果表明,随着真空度的升高,薄膜的摩擦系数逐渐减小,磨损率逐渐增大。在5.0×10-3 Pa时,a-C∶H膜的摩擦学行为发生突变,此时薄膜的摩擦系数为0.005,而耐磨寿命很短。高真空中,薄膜寿命的突变可能与薄膜脱氢而结构发生变化有关。
关键词:
磁控溅射
,
a-C∶H膜
,
真空度
,
摩擦学性能
吴劲峰
,
何乃如
,
邱孟柯
,
吉利
,
李红轩
,
黄小鹏
功能材料
采用非平衡磁控溅射技术在AISI202不锈钢片和P(111)单晶硅基底上制备了TiAlN薄膜,并利用场发射扫描电镜(FESEM)、三维轮廓仪、X射线衍射仪(XRD)、X射线电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪对薄膜的结构和性能进行了考查.结果表明,随着N2流量的升高,TiAlN薄膜的沉积速率降低,Al/Ti比率先升高后迅速降低；薄膜主要由TiN立方晶构成,且随N2流量的升高晶粒尺寸减小,柱状晶结构变疏松.在氮气流量为20mL/min时,薄膜具有最高的硬度及结合力.
关键词:
磁控溅射
,
TiAlN薄膜
,
N2流量
,
微观结构
,
硬度
王永霞
,
冶银平
,
李红轩
,
吉利
,
陈建敏
,
周惠娣
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00209
为研究环境温度对含氢无定形碳(a-C:H)膜结构和性能的影响, 将a-C:H膜在大气环境中进行高温退火处理,并借助红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、3D表面分析仪和球盘摩擦试验机等手段对退火前后a-C:H膜的结构、组成和性能进行了系统地考察. 研究发现, 在较低的退火温度下(300℃), a-C:H膜结构无明显变化, 而其内应力降低, 摩擦学性能显著提高;在400℃和500℃下退火,膜结构发生明显变化并伴随严重氧化, 同时摩擦学性能降低甚至完全失效. 结果表明, 退火温度的选择对a-C:H膜的结构、组成及性能具有重要影响.
关键词:
a-CH膜
,
annealing temperature
,
structure
,
tribologicalproperty
王伟奇
,
吉利
,
宋惠
,
李红轩
,
周惠娣
,
陈建敏
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.015.002
碳基薄膜作为一种新型的固体润滑材料其结构设计与调控一直是研究的重点与热点。近年来，在利用物理气相沉积法制备金属-碳多元薄膜时发现原位自形成纳米多层结构的奇特现象，研究表明在薄膜中形成纳米多层结构，可以很好地从微观尺度上增强薄膜材料的机械与摩擦学性能，从而利用纳米多层结构的自形成特性使润滑材料实现强韧一体化及多环境适应性。主要综述了在碳基薄膜制备过程中，复合元素、制备技术和沉积参数3种主要的影响因素分别对自形成纳米多层结构薄膜的生长和微观结构的影响规律，探讨了薄膜中纳米多层结构的自形成机制，展望了碳基薄膜自形成纳米多层结构的发展前景。
关键词:
自形成
,
纳米多层
,
碳基薄膜
孔庆花
,
吉利
,
李红轩
,
刘晓红
,
陈建敏
,
周惠娣
功能材料
采用非平衡磁控溅射技术在不锈钢以及单晶硅基体上制备了CrNx薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能量色散X射线能谱仪(EDS)和纳米压痕仪对薄膜的结构和性能进行了表征.结果表明,随着溅射电流的增大,薄膜中N/Cr比值减小,相组成由CrN(200)向Cr2N(111)转变;晶粒尺寸减小,柱状结构消失,结构变得致密;由于在大溅射电流下,易于形成Cr2N高硬度相,而且形成的薄膜晶粒细小、结构致密,所以硬度值随溅射电流单调升高,在21A时达到最高,为21GPa.
关键词:
氮化铬薄膜
,
磁控溅射
,
溅射电流
,
微结构
,
硬度
王永霞
,
冶银平
,
李红轩
,
吉利
,
陈建敏
,
周惠娣
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00209
为研究环境温度对含氢无定形碳(a-C∶H)膜结构和性能的影响,将a-C∶H膜在大气环境中进行高温退火处理,并借助红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、3D表面分析仪和球盘摩擦试验机等手段对退火前后a-C∶H膜的结构、组成和性能进行了系统地考察.研究发现,在较低的退火温度下(300℃),a-C∶H膜结构无明显变化,而其内应力降低,摩擦学性能显著提高;在400℃和500℃下退火,膜结构发生明显变化并伴随严重氧化,同时摩擦学性能降低甚至完全失效.结果表明,退火温度的选择对a-C∶H膜的结构、组成及性能具有重要影响.
关键词:
a-C:H膜
,
退火温度
,
结构
,
摩擦学性能
何乃如
,
王飞飞
,
吉利
,
李红轩
,
陈建敏
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.06.010
为了研究Ti和Cr元素在Cr2O3薄膜中的扩散行为及其对摩擦学性能的影响,对Cr2O3薄膜在l 000℃大气环境下进行不同保温时间的退火处理.利用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、X射线衍射仪以及透射电镜对薄膜的表面形貌、成分以及结构进行分析,采用球盘式摩擦磨损试验机对Cr2O3薄膜的摩擦学性能进行研究.结果表明:在1 000℃下Inconel 718基材中的Ti和Cr会沿着Cr2O3薄膜的晶界扩散至薄膜表面,与大气中的氧反应生成由Cr2O3和Cr2Ti7O17组成的复合相,并在薄膜表面晶界处堆积形成类网状凸起结构.随着保温时间的增加,这种类网状凸起结构的高度也越大.该结构可以显著降低薄膜的摩擦因数以及磨损率.当保温时间只有l min时,薄膜的平均摩擦因数为0.35,磨损率为5.7μm3/Nm.而当保温时间达到240 min时,薄膜的摩擦因数降至0.24,磨损率降至3.2μm3/Nm.
关键词:
Cr2O3薄膜
,
元素扩散
,
类网状凸起结构
,
摩擦与磨损
