林永清
,
巩春志
,
魏永强
,
田修波
,
杨士勤
,
关秉羽
,
于传跃
材料研究学报
采用矩形平面大弧源离子镀技术在201奥氏体不锈钢基体表面制备TiN硬质薄膜,
研究了脉冲偏压对TiN膜层的表面形貌、相结构、硬度和耐磨性能的影响. 结果表明,
随着脉冲偏压的增大, 薄膜中大颗粒的数目先增加后减少,
这是大颗粒受到离子拖曳力和电场力双重作用的结果. 存在一个最佳的脉冲偏压,
使得制备出的TiN膜层具有较高的I(111)/I(200)比例和较高的耐磨性.
脉冲偏压为-300 V时制备的TiN膜层具有最好的综合性能.
关键词:
无机非金属材料
,
null
,
null
李春伟
,
田修波
,
刘天伟
,
秦建伟
,
杨晶晶
,
巩春志
,
杨士勤
稀有金属材料与工程
高功率脉冲磁控溅射是一种制备高质量薄膜的新兴方法.在相同的平均功率下分别采用HPPMS技术和传统DCMS技术在凹槽工件表面制备了钒薄膜.对比研究了两种方法下的等离子体组成、薄膜的晶体结构、表面形貌及膜层厚度的异同.结果表明:HPPMS产生的等离子体包括Ar(1+),v(0)和相当数量的v(1+);而DCMS放电时的等离子体包括Ar(1+),V(0)和极少量的v(1+).两种方法制备的凹槽不同位置处钒薄膜相结构的变化规律大致相似.HPPMS制备的钒薄膜表面致密、平整;而DCMS制备的膜层表面出现非常锐利的尖峰且高度很高,凹槽不同位置表面状态表现出较大差异.DCMS制备的钒薄膜截面表现为疏松的柱状晶结构;而HPPMS制备的膜层也具有轻微的柱状晶结构,但结构更为致密.HPPMS时的膜层厚度小于DCMS时的膜层厚度.与凹槽工件的上表面相比,DCMS时侧壁膜层的厚度为上表面的32％,底部膜层的厚度为上表面的55％.而HPPMS时侧壁的厚度为上表面的35％,底部膜层的厚度为上表面的69％.采用HPPMS方法在凹槽工件表面获得的膜层厚度整体上表现出更好的均匀性.
关键词:
高功率脉冲磁控溅射
,
凹槽工件
,
钒薄膜
,
均匀性
,
膜厚
李春伟
,
巩春志
,
吴忠振
,
刘天伟
,
秦建伟
,
田修波
,
杨士勤
功能材料
利用高功率脉冲磁控放电等离子体注入与沉积技术制备了氧化钒薄膜,分别采用X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜和电化学分析仪研究了不同高压幅值对氧化钒薄膜的相结构、表面形貌、截面形貌以及耐腐蚀性能的影响。结果表明制备的氧化钒薄膜以VO2（-211）相为主,还含有少量的VO2（111）、VO（220）、VO（222）相。不同高压下氧化钒薄膜表面致密、平整,其表面粗糙度仅为几个纳米,显示出良好的表面质量。氧化钒薄膜表现出典型致密的柱状晶生长形貌,且随着高压增加,氧化钒薄膜膜层厚度有所下降。氧化钒薄膜耐腐蚀性能较纯铝基体有较大提高,腐蚀电位提高0.093V,腐蚀电流下降1～2个数量级;当高压为-15kV时,氧化钒薄膜腐蚀电位最高,腐蚀电流最低,表现出最佳的耐蚀性能。
关键词:
高功率脉冲磁控放电
,
等离子体离子注入与沉积
,
氧化钒薄膜
,
高压
,
耐腐蚀性
林永清
,
巩春志
,
魏永强
,
田修波
,
杨士勤
,
关秉羽
,
于传跃
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2008.04.012
采用矩形平面大弧源离子镀技术在201奥氏体不锈钢基体表面制备TiN硬质薄膜,研究了脉冲偏压对TiN膜层的表面形貌、相结构、硬度和耐磨性能的影响.结果表明,随着脉冲偏压的增大,薄膜中大颗粒的数目先增加后减少,这是大颗粒受到离子拖曳力和电场力双重作用的结果.存在一个最佳的脉冲偏压,使得制备出的TiN膜层具有较高的I(111)/I(200)比例和较高的耐磨性.脉冲偏压为-300 V时制备的TiN膜层具有最好的综合性能.
关键词:
无机非金属材料
,
离子镀
,
矩形靶
,
脉冲偏压
,
氮化钛
,
耐磨性
杨敏旋
,
巩春志
,
田修波
,
杨士勤
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2009.04.010
以正硅酸乙酯和AgNO3为主要原料,采用溶胶-凝胶分步水解法,引入有机γ-氯丙基三乙氧基硅烷(CPTES)和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP),在PET基体上制备了抗菌SiO2-AgCl复合薄膜.通过对薄膜进行表面接触角测量、摩擦磨损性能检测、折叠实验及耐水性和抗菌实验,研究了不同分散剂对所制备复合薄膜的表面形貌、膜基结合力、耐水性、耐摩擦磨损性、防雾化及抗菌性能的影响.结果表明:以CTAB或PVP为分散剂的复合薄膜均获得了均匀的表面形貌和较好的抗菌性能,但前者具有更好的膜基结合力、耐水性、耐摩擦磨损性和防雾化性能.
关键词:
溶胶-凝胶
,
PET
,
复合薄膜
,
SiO2-AgCl
,
十六烷基三甲基溴化铵
,
聚乙烯吡咯烷酮
刘磊
,
田修波
,
张春光
,
杨士勤
材料科学与工艺
TiN薄膜广泛应用于低速轴承、钟表齿轮等环境中,而微载、低速条件下TiN薄膜的摩擦学特性是其重要服役性能之一.采用球盘式干滑动摩擦磨损试验机,研究了多弧离子镀TiN薄膜在微载、低速条件下的摩擦磨损特性.研究表明:在本试验范围内,薄膜的摩擦系数随着载荷的增加而升高,磨盘转速和转动半径对摩擦系数基本没有影响;载荷、磨盘转速的升高缩短了材料的磨合时间,而转动半径的增加延长了磨合距离.磨损以对磨钢球的犁削磨损为主,磨损体积随转动半径的增加而增加.
关键词:
TiN薄膜
,
滑动摩擦
,
摩擦特性
张欣盟
,
陈东方
,
巩春志
,
杨士勤
,
田修波
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00865
基于K2ZrF6在碱性溶液中形成负电 Zr(OH)4 颗粒的作用机理, 在添加K2ZrF6的Na2SiO3-KOH溶液中, 对LY12铝合金表面进行微弧氧化处理. 利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线衍射仪(XRD)探讨了K2ZrF6添加剂对成膜速率、膜层形貌及结构的调制作用, 并借助热阻隔性能测试评价了不同溶液中所形成膜层的热阻隔效果. 结果表明, 溶液中添加K2ZrF6增大了微弧氧化的成膜速率, 使膜层的内外表面较为平整, 且膜层中大尺寸缺陷减少. EDX线扫描分析表明, 添加K2ZrF6后形成的膜层中出现大量Zr元素, 且其含量随距膜/基界面距离的增加而增加. XRD结果显示, 未添加K2ZrF6溶液制得的膜层主要由γ-Al2O3和α-Al2O3相组成; 添加K2ZrF6后, 膜层中晶态氧化物含量降低、非晶态物质增多. 隔热性能测试显示, 经K2ZrF6调制后的膜层具有更加优良的热阻隔性能.
关键词:
铝合金
,
microarc oxidation
,
micro-structure
,
modulation effect
韦春贝
,
巩春志
,
田修波
,
杨士勤
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01231
利用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积了Cu-Zn掺杂TiN复合膜, 研究不同的Cu、Zn含量对膜层结构和性能(硬度、耐磨性能以及耐腐蚀性能)的影响. 结果表明, 掺杂的Cu、Zn可以阻止TiN晶粒生长, 随掺杂量增加TiN晶粒细化, Cu、Zn含量比较高时由于金属相长大而使膜层组织粗化. 当Cu≤10.38at%, Zn≤2.19at%时, TiN以(111)晶向择优生长, 且随掺杂量增加TiN(200)晶向逐渐增强. XPS结果表明膜层主要由TiN和单质Cu组成. 当掺杂Cu为10.38at%、Zn为2.19at%时，复合膜具有较高的硬度和较好的耐磨性能. 尽管耐腐蚀性能随着Cu、Zn含量的增加而下降, 但少量的Cu-Zn掺杂可显著提高膜层钝化能力.
关键词:
磁控溅射
,
TiN films
,
doped Cu-Zn
崔江涛
,
田修波
,
胡新东
,
杨士勤
稀有金属材料与工程
采用直流磁控溅射在钢基体上制备了铌薄膜,分别采用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、球盘式摩擦磨损实验机和电化学分析仪研究了不同溅射气压下铌膜表面形貌、相结构、耐磨性以及耐蚀性.结果表明:低压强下,晶粒细小,膜层平滑,晶粒择优取向为(110)晶面;压强升高使得晶粒粗大,粗糙度明显提高,择优取向转变为(211)晶面.较高的和较低的溅射压强对耐磨性和耐蚀性的提高较大,适中的压强对铌膜的性能提高反而较小,这可能是由于表面缺陷和组织结构的不同造成的.
关键词:
溅射气压
,
铌膜
,
耐磨性
,
耐蚀性
