朱生发
,
吴艳萍
,
刘天伟
,
黄河
,
江帆
,
唐凯
,
魏强
材料热处理学报
为改善金属铀基体的抗腐蚀性能,采用非平衡磁控溅射离子镀技术在不同偏压下于金属铀表面制备CrNx薄膜。采用SEM和AFM研究了薄膜形貌和表面粗糙度,采用X射线光电子能谱研究了薄膜表面的元素分布及化学价态。试验结果表明,采用磁控溅射在较低脉冲偏压下沉积的CrNx薄膜晶粒较细小,偏压越高,表面粗糙度越大。生成的薄膜为Cr＋CrN＋Cr2N混合结构,并含有少量的Cr2O3,随着偏压的升高,金属态Cr的含量减少,而铬的氮化物的含量增加,所制备薄膜的自然腐蚀电位升高,腐蚀电流密度减小。偏压为-800 V时,所制备的薄膜具有较好的抗腐蚀性能。
关键词:
贫铀
,
非平衡磁控溅射
,
CrNx薄膜
陈畅子
,
冷永祥
,
孙鸿
,
朱生发
,
白彬
,
张鹏程
,
黄楠
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.03.016
采用低电压高频率脉冲等离子体浸没离子注入与氮化技术在工业纯铁上进行氮离子注入及氮化强化处理,研究了不同脉冲宽度下,工业纯铁等离子体浸没离子注入与氮化处理的结构及性能.通过X射线衍射谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度、销-盘磨损实验,研究了工业纯铁氮离子注入及氮化后的结构、断面组织、表面元素含量、显微硬度、摩擦磨损性能;通过电化学极化方法在0.9%NaCl溶液研究了改性层的耐腐蚀性.研究结果表明:氮等离子注入及氮化后能显著提高纯铁表面的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,且表面形成结构为Fe3N和Fe4N的针状组织,针状组织是提高纯铁性能的关键因素;高脉冲宽度下进行等离子注入及氮化有利于提高纯铁表面的机械性能和耐腐蚀性能.
关键词:
工业纯铁
,
等离子体浸没离子注入
,
脉冲宽度
,
摩擦磨损性能
,
耐腐蚀性
朱生发
,
徐莉
,
黄楠
,
杨志禄
,
刘恒全
功能材料
铁基材料由于其可降解性和无毒性,在血管支架材料领域具有潜在的应用前景.采用40kV的氮离子注入工业纯铁,注入剂量为1×1017～7×1017ions/cm2, X射线衍射表征了材料表面的物相结构,采用原子力显微镜研究了离子注入剂量对材料表面形貌的影响,并用Ra、RMS和Rz定量研究了离子注入后的表面粗糙度.结果表明,氮离子注入对纯铁表面形貌产生了一定的影响,随着注入离子剂量的增加,材料表面的粗糙度也随之增加.
关键词:
离子注入
,
纯铁
,
原子力显微形貌
朱生发
,
吴艳萍
,
刘天伟
,
杨锁龙
,
唐凯
,
魏强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00603
金属铀的化学性质十分活泼, 极易发生氧化腐蚀. 为改善基体的抗腐蚀性能, 采用非平衡磁控溅射技术在金属铀表面制备了不同氮含量的CrNx薄膜. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、动电位极化曲线, 分别研究了薄膜形貌、物相结构、表面元素化学价态及抗腐蚀性能. 结果表明, 当氮流量为10 sccm时薄膜主要为体心立方的α-Cr, 随氮流量的增大, 薄膜转化为六方Cr2N和立方CrN结构, 其择优取向由Cr(110)转化为Cr2N(111)及CrN(200), 金属态Cr的含量逐渐减少, 氮化态Cr的含量增多, Cr2p3/2的结合能峰位逐渐向高结合能方向移动. CrNx薄膜呈纤维状结构, 当氮流量增大到30 sccm时, 生成了Cr2N的密排结构, 有效改善了薄膜的致密性. 在金属铀表面制备CrNx薄膜后, 自然腐蚀电位增大, 腐蚀电流密度降低, 当氮流量增大到30 sccm时, 薄膜的自然腐蚀电位提高了近550 mV左右, 腐蚀电流密度降低约两个数量级, 有效改善了贫铀表面的抗腐蚀性能.
关键词:
贫铀; 非平衡磁控溅射; CrNx薄膜; 氮流量; 腐蚀性能
朱生发
,
徐莉
,
李贵才
,
石志峰
,
孙鸿
,
黄楠
材料研究学报
用磁过滤阴极真空弧源法在单晶硅基片上制备纯铁薄膜,分析了薄膜表面的组成、元素价态和薄膜的物相结构,研究了薄膜的腐蚀降解行为和抗凝血性能. 结果表明:具有纳米晶粒的纯铁薄膜其腐蚀速率低于普通晶粒的纯铁,在纯铁薄膜表面粘附的血小板数量少于316L不锈钢, 且激活和团聚比较轻微,增生的伪足数量比较少；纯铁薄膜表面对血浆中的凝血因子激活比较轻微,具有较好的抗腐蚀性和血液相容性.
关键词:
金属材料
,
iron thin film
,
blood compatibility
刘天伟
,
王小英
,
江帆
,
朱生发
,
唐凯
,
魏强
稀有金属材料与工程
利用非平衡多靶溅射沉积法在不同脉冲偏压、沉积速率下制备了Ti-Nb-Ni薄膜,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学极化试验分析了薄膜结构和抗腐蚀性能.结果表明,在0V偏压下,当Ti:Nb:Ni沉积速率比为3:1.5:1.5时,为晶化薄膜:而当Ti沉积速率的控制电流在5~7 A范围内,Nb、Ni沉积速率不变时,为非晶薄膜.对于沉积速率比为5:1.5:1.5的薄膜,当偏压从0 V增加到-2000 V时,薄膜组织的演化过程为非晶-弥散小晶粒-致密小晶粒-大颗粒晶粒.电化学极化试验表明,利用非晶化和晶化复合工艺获得的Ti-Nb-Ni薄膜具有更好的耐腐蚀性能.
关键词:
U
,
Ti-Nb-Ni
,
非晶薄膜
,
结构
,
电化学极化
朱生发
,
徐莉
,
黄楠
,
石志峰
,
刘恒全
,
张勇
功能材料
采用40kV的氮等离子体离子注入工业纯铁,注入剂量为7×1017ions/cm2,X射线光电子能谱(XPS)研究表面注入层元素的成分和价态,X射线衍射(XRD)分析注入层的物相转变,采用恒电位极化腐蚀试验研究了离子注入后材料在人工模拟体液中腐蚀行为.试验结果表明,氮离子注入能有效的改善纯铁在模拟体液中的耐蚀性,XRD和XPS分析发现,在试样表层形成较多的γ'-Fe4N化合物,有效的提高了材料表面的耐蚀性.
关键词:
离子注入
,
纯铁
,
人工模拟体液
,
腐蚀
石志锋
,
黄楠
,
孙鸿
,
朱生发
功能材料
采用双弧磁过滤真空弧源,在钴铬合金基体上成功地沉积了Ti/DLC多层膜,其钛过渡层利用不同的负偏压来制备.利用纳米划痕法来评价薄膜的膜基结合力,类金刚石薄膜的摩擦性能在销盘式摩擦磨损试验机进行测试.划痕法的结果均表明,增加钛的过镀层后薄膜的结合状况得到明显的改善,纳米划痕法测试膜基结合力表明其临界载荷可达到740mN,摩擦磨损实验可以看出镀膜后的样品的摩擦系数均在0.1左右,DLC薄膜可极大地改善钴铬合金的摩擦学性能.
关键词:
过渡层
,
膜基结合力
,
摩擦学性能
,
临界载荷
刘恒全
,
张勇
,
强华
,
郝静
,
朱生发
,
黄楠
腐蚀与防护
doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2007.11.015
医用钛合金的弹性模量与人体组织接近,且具有良好的生物相容性和抗蚀能力,在义齿、血管支架、人工机械心脏瓣环中应用广泛.本文综述了医用钛合金在体内的抗蚀性能及影响因素,总结了提高医用钛合金抗蚀性的方法,展望了对钛合金植入物的表面改性要求.
关键词:
医用钛合金
,
抗蚀性
,
钝化膜
朱生发
,
吴艳萍
,
刘天伟
,
杨锁龙
,
唐凯
,
魏强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00603
金属铀的化学性质十分活泼,极易发生氧化腐蚀.为改善基体的抗腐蚀性能,采用非平衡磁控溅射技术在金属铀表面制备了不同氮含量的CrNx薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、动电位极化曲线,分别研究了薄膜形貌、物相结构、表面元素化学价态及抗腐蚀性能.结果表明,当氮流量为10 sccm时薄膜主要为体心立方的α-Cr,随氮流量的增大,薄膜转化为六方Cr2N和立方CrN结构,其择优取向由Cr(110)转化为Cr2N(111)及CrN(200),金属态Cr的含量逐渐减少,氮化态Cr的含量增多,Cr2p3/2的结合能峰位逐渐向高结合能方向移动.CrNx薄膜呈纤维状结构,当氮流量增大到30 sccm时,生成了Cr2N的密排结构,有效改善了薄膜的致密性.在金属铀表面制备CrNx薄膜后,自然腐蚀电位增大,腐蚀电流密度降低,当氮流量增大到30 sccm时,薄膜的自然腐蚀电位提高了近550mV左右,腐蚀电流密度降低约两个数量级,有效改善了贫铀表面的抗腐蚀性能.
关键词:
贫铀
,
非平衡磁控溅射
,
CrNx薄膜
,
氮流量
,
腐蚀性能
