吴艳霞
,
李红轩
,
吉利
,
冶银平
,
孙晓军
,
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
邱孟柯
,
黄晓鹏
,
回振龙
,
李红轩
,
吴劲锋
材料科学与工程学报
在橡胶轮磨料磨损实验机上考察了40Cr钢基体上离子氮化与离子镀TiN复合涂层在苜蓿草粉软磨料下的摩擦学特性.采用划痕法测定了涂层的结合力,利用XRD分析了涂层的相结构,应用扫描电子显微镜观察分析了涂层磨损表面形貌和磨损机理.结果表明:离子氮化与离子镀TiN复合涂层的膜基结合力和硬度均高于TiN涂层；其对于苜蓿草粉软磨料的耐磨性也高于TiN涂层和渗氮层；离子氮化过渡层能显著提高TiN涂层的膜基结合力并改善薄膜的韧性；涂层能有效限制硬质颗粒对基体的压嵌和切削.涂层在苜蓿草粉软磨料下的磨损机制既包括硬质颗粒磨料条件下的切削磨损,也包括软磨料条件下的多次塑性变形和周期疲劳磨损.涂层硬度和韧性的共增可以提高其对软磨料的耐磨性.
关键词:
TiN
,
复合涂层
,
过渡层
,
软磨料摩擦磨损特性
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
李振军
,
徐洮
,
李红轩
,
郝俊英
,
周惠娣
,
陈建敏
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.05.040
类金刚石薄膜已显示了重要的摩擦学应用价值,其中化学气相沉积的类金刚石薄膜(DLC)具有膜层致密、厚度均匀、摩擦学性能优良等特点成为广泛采用的一种沉积方法.本文介绍了气源成分、基体材料、摩擦环境、摩擦对偶、载荷及速度对化学气相沉积制备类金刚石薄膜的摩擦学特性的影响,概述了其摩擦磨损机理,同时探讨了进一步研究工作的方向.
关键词:
类金刚石薄膜
,
摩擦学特性
,
磨损机制
,
化学气相沉积
李红轩
,
徐洮
,
陈建敏
,
周惠娣
,
刘惠文
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.06.006
利用直流-射频-等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石薄膜,采用原子力显微镜、Raman光谱、X射线光电子能谱、红外光谱、表面轮廓仪和纳米压痕仪考察了直流负偏压对类金刚石薄膜表面形貌、微观结构、沉积速率和硬度等性能的影响.结果表明:无直流负偏压条件下,薄膜呈现有机类聚合结构,具有较低的SP3含量和硬度;叠加上直流负偏压后,薄膜具有典型的类金刚石结构特征,SP3含量和硬度得到了显著的提高;但随着直流负偏压的升高,薄膜的沉积速率和H含量逐渐降低,而SP3含量和硬度在直流负偏压为200V时出现最大值,此后逐渐降低.
关键词:
直流负偏压
,
类金刚石薄膜
,
结构
,
性能
杜雯
,
冶银平
,
李红轩
,
崔海霞
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.066
用磁控溅射技术在普通载玻片上制备了不同厚度透明的锐钛矿相二氧化钛(TiO2)纳米薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等分析方法对试样进行表征,并测试了其紫外-可见透射光谱,计算了此薄膜的禁带宽度,其值接近TiO2禁带宽度的理论值3.2eV.
关键词:
磁控溅射
,
TiO2纳米薄膜
,
紫外-可见光谱
,
禁带宽度
曾志翔
,
李红轩
,
王立平
,
陈丽
,
徐洮
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.05.031
用射频等离子体化学气相沉积法(RF-PECVD)制备了含氢类金刚石薄膜(DLC).采用表面轮廓仪和纳米压痕仪分别测量膜的厚度和硬度.通过控制摩擦环境气氛对DLC薄膜和钢球对磨的摩擦系数进行了系统研究.利用光学显微镜和扫描电镜(SEM)分析了磨痕及磨斑的形貌,对DLC薄膜在不同气氛下的摩擦现象进行了表征和解释.结果表明,DLC薄膜的摩擦学行为与气氛中的O2、H2O和N2有关,其中N2的存在是DLC薄膜具有超低摩擦系数的重要原因.
关键词:
DLC薄膜
,
气氛
,
摩擦系数
,
转移层
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
