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钛离子注入类金刚石碳膜的结构与性能的研究

柳翠 , 苟伟 , 牟宗信 , 李国卿

功能材料

使用金属离子注入的方法制备了Ti掺杂的DLC膜.采用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌,Ti掺杂后DLC膜的表面粗糙度明显减小,表面光洁度增加,颗粒细化.拉曼光谱分析表明实验获得的薄膜是典型的DLC膜,掺杂Ti后的DLC膜的拉曼光谱存在明显的肩峰,DLC膜化学结构中的sp2组分增加,sp3组分减少.透射电子显微镜分析表明Ti注入后有TiC纳米晶形成.掺入Ti的DLC膜的硬度从14GPa增加到20GPa.Ti掺杂后的DLC膜的摩擦系数(0.15)明显低于未掺杂的DLC膜的摩擦系数(0.21),Ti离子注入有助于提高薄膜的抗磨损性.

关键词: 无机非金属材料 , 类金刚石碳膜 , 金属离子注入 , 钛掺杂

电化学沉积DLC膜及其表征

阎兴斌 , 徐洮 , 王博 , 杨生荣

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.05.008

采用电化学沉积方法,甲醇有机溶剂作碳源,在直流电源作用下在单晶硅表面沉积得到碳薄膜.薄膜不溶于苯、丙酮等有机溶剂,具有较高的硬度(16GPa左右),用AFM、Raman和FTIR分析手段对该薄膜表面形貌和结构进行表征,Raman和FTIR结果表明电化学沉积得到的是含氢的类金刚石碳薄膜.通过研究样品薄膜的XPS和XAES谱图特征,进一步证实薄膜是DLC薄膜,并用线性插入法估算出样品薄膜中SP3的相对含量为60%,同时推测了电化学沉积DLC薄膜的生长机理.

关键词: 类金刚石碳膜 , 电化学沉积 , Raman , XAES

DLC膜厚度对镁基表面DLC/MAO复合膜层性能的影响

杨巍 , 汪爱英 , 柯培玲 , 代伟 , 张学谦

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.04.019

采用线性离子束沉积技术于AZ80镁合金微弧氧化(MAO)陶瓷层表面沉积不同厚度的类金刚石碳(DLC)膜,形成DLC/MAO复合膜层.对比研究4种膜基系统的表面结构特征、力学性能以及摩擦学性能差异.结果表明:随DLC膜厚度增加,复合膜层表面微孔数量减少,孔径减小,但凹凸不平趋势增加,且DLC膜表面颗粒特征更加明显,表现为DLC-80min/MAO/AZ80膜基系统具有最小的表面粗糙度,最大的硬度H、弹性模量E及H/E值;不同厚度DLC/MAO/AZ80膜基系统平均摩擦因数较MAO/AZ80显著降低;DLC膜厚度增加导致3种复合膜基系统的表面微观结构改变,使得摩擦因数与磨痕形貌存在差异;各膜基系统表面磨痕处均形成了Fe的转移层,由于表层DLC膜“裸露”的大量C对磨损界面具有很好的润滑作用,而使得镁合金基体获得有效保护.

关键词: 镁合金 , 微弧氧化 , 类金刚石碳膜 , 微观结构 , 性能

类金刚石碳膜在纳米划擦过程中的弹-塑性变形及断裂机制分析

黄立业 , 徐可为 , 吕坚

金属学报

利用纳米划痕仪研究了Ti合金表面类金刚石薄膜在划擦过程中的弹塑性变形和裂纹形成微观机制.结果表明:试样在划擦过程经历了薄膜变形、薄膜与基体共同变形和薄膜剥离3个阶段,对应的P-D曲线分别在划擦前后无变化、出现分离和急剧变化.在第三阶段中塑性变形量超过弹性变形量,在薄膜内部产生裂纹,薄膜与基体变形恢复不同步,薄膜发生剥落因此,提高薄膜划擦抗力的有效途径是增强膜基的结合强度和提高薄膜的断裂韧性.

关键词: 类金刚石碳膜 , null , null , null

类金刚石碳膜在生物医学上的应用前景

郑传林

稀有金属材料与工程

通过巨噬细胞、纤维原细胞、造骨细胞与DLC的相互作用以及动物实验,结果表明,DLC具有良好的组织相容性.从粘附的清蛋白/纤维蛋白原的量之比、动态凝血时间、血小板粘附试验的结果,得出了DLC具有优良的血液相容性的结论.最后,展望了其在微创介入治疗方面的应用前景.

关键词: 类金刚石碳膜 , 生物医用 , 生物相容性 , 介入材料

非平衡磁控溅射类金刚石碳膜的性能

柳翠 , 李国卿 , 张成武 , 李新

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.02.011

用非平衡磁控溅射的方法在室温下制备了光滑、均匀、致密的类金刚石(DLC)薄膜,分析和研究了DLC膜的形貌、结构和摩擦特性.结果表明,靶工作电流对DLC膜的沉积有重要的影响.随着工作电流的增大,薄膜的沉积速率增大,薄膜中sp3键的含量增加.薄膜的摩擦系数随着工作电流的增加略有增大,在摩擦的初始阶段,摩擦系数较高,随着摩擦循环次数的增加,摩擦系数逐渐减小,并逐渐趋于稳定.

关键词: 无机非金属材料 , 类金刚石碳膜 , 非平衡磁控溅射 , 性能

类金刚石碳膜在纳米划擦过程中的弹-塑性变形及断裂机制分析

黄立业 , 徐可为 , 吕坚

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2001.07.011

利用纳米划痕仪研究了Ti合金表面类金刚石薄膜在划擦过程中的弹塑性变形和裂纹形成微观机制.结果表明:试样在划擦过程经历了薄膜变形、薄膜与基体共同变形和薄膜剥离3个阶段,对应的P-D曲线分别在划擦前后无变化、出现分离和急剧变化.在第三阶段中塑性变形量超过弹性变形量,在薄膜内部产生裂纹,薄膜与基体变形恢复不同步,薄膜发生剥落因此,提高薄膜划擦抗力的有效途径是增强膜基的结合强度和提高薄膜的断裂韧性.

关键词: 类金刚石碳膜 , 纳米划痕 , 断裂机制 , 力学性能

真空阴极弧离子镀类金刚石碳膜Raman光谱研究

李刘合 , 武咏琴 , 崔旭明 , 张海泉 , 张彦华 , 夏立芳 , 朱剑豪

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.02.021

分别采刚带有和不带有弯曲弧磁过滤器的真空阴极弧离子镀方法,在不同镀膜电流以及不同基片偏流下分别制备了类金痧刚石碳膜,对比了不同结构下类金刚石碳膜的Raman光潜特点.对其Raman光谱的D峰和G峰采用Gaussian-Lorentzion的几率分布进行了分峰,并着重讨论了基片偏流、弯曲磁场等沉积参数对膜结构的影响结果表明,氩分压对膜结构影响不大,较大的偏流以及弯曲磁场的加入均有利于sp3杂化碳键的形成.

关键词: Raman光谱 , 类金刚石碳膜 , 弯曲弧磁过滤器 , 偏流

类金刚石碳膜的热稳定性

夏立芳 , 李光 , 马南

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2000.04.019

总结了各种DLC膜的热稳定性及分析手段,概述了加热退火情况下DLC膜结构、内应力的变化,评述了国内外的最新研究进展,并指出了有待进一步研究的问题.

关键词: 类金刚石碳膜 , 热稳定性 , 退火

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