类金刚石

摘要： 摩擦和磨损制约着机械系统的高可靠、长寿命服役,随着科学技术的快速发展,单一的固体或液体润滑系统已经无法满足工业应用中对机械部件的摩擦学性能要求.因此,研究人员对固液相复合润滑体系展开了大量研究,碳基薄膜因具有优异的摩擦学性能而常被用于组成固液复合润滑体系.对碳基薄膜固液复合润滑体系的研究进行了回顾,从碳基薄膜/油复合润滑、碳基薄膜/离子液体复合润滑、碳基薄膜/水复合润滑、碳基薄膜/润滑剂/纳米添加剂复合润滑,以及表面织构碳基薄膜和摩擦过程中生成碳材料的特殊碳基材料复合润滑六个体系对碳基薄膜固液复合润滑进行了综述.碳基薄膜/润滑油复合润滑无论是在大气还是在真空中都表现出优异的摩擦学性能,碳基薄膜/离子液体复合润滑对于提高在苛刻条件下服役的机械运动部件的摩擦学性能具有指导意义和广泛的应用前景.润滑添加剂的使用,可以在碳基薄膜/润滑油复合润滑体系的基础上进一步提高摩擦学性能,过渡金属氮化物/润滑油摩擦催化生成碳材料为进一步发现和发展不同的先进润滑和保护材料提供了前景.最后总结了目前研究领域中存在的一些问题,并对未来发展方向进行了展望.

摘要： 采用多靶磁控溅射技术制备了钛掺杂类金刚石(Ti-DLC)薄膜,并在不同温度(300,350,400°C)下进行了热处理,研究了热处理温度对薄膜微观结构、成分、能带结构以及场发射性能的影响.结果表明:与热处理前的相比,300°C热处理后Ti-DLC薄膜中sp2-C团簇相对含量增大,光学带隙最小,开启场强最低,为5.43 V·μm-1,场发射性能最好;当热处理温度高于300°C时,薄膜的DLC含量减少,同时生成大量TiO2,光学带隙增加,薄膜开启场强增大,场发射性能变差;薄膜的场发射电流基本不受热处理温度的影响.

摘要： 表面具有特殊润湿性特别是超疏水性的类金刚石薄膜,可满足在极端服役环境下(比如雨雪、潮湿环境中或者人体组织内)智能界面材料表面改性的需求。概述了类金刚石薄膜的生产工艺和性能优势及制备方法,介绍了具有特殊润湿性,特别是超疏水性的类金刚石薄膜的应用背景,同时提出了类金刚石薄膜表面润湿调控在理论和技术上的限制。在此基础上,阐述了类金刚石薄膜表面本征润湿性及与微观结构(包括杂化状态和短程或中程有序相团簇结构)间的关系。同时,基于经典的Wenzel和Cassie润湿理论,从表面化学组成和粗糙结构两个方面,重点论述了类金刚石薄膜表面润湿调控的方法及研究现状。通过等离子体表面处理、元素掺杂或者化学修饰改变DLC薄膜表面化学组成,实现DLC薄膜表面本征润湿改性。通过基体表面织构化或者薄膜表面形貌控制,构建DLC薄膜表面粗糙结构,控制界面润湿状态。二者共同作用可实现DLC薄膜表面润湿性在超亲水和超疏水之间变化。最后,总结并指出当前类金刚石薄膜表面润湿调控存在的一些关键科学问题,同时展望了未来的发展趋势。

摘要： 在硅衬底上用磁过滤阴极真空弧(FCVAD)沉积系统沉积类金刚石(DLC)膜,以镍颗粒做掩膜,在电感耦合等离子体(ICP)系统中刻蚀DLC膜进而得到DLC纳米棒.经场发射检测,DLC纳米棒阵列的开启电场低至1.990 V·μm-1,阈值电场为4.312 V·μm-1,测量到的最大电流密度达到20.248 mA·cm-2时所需的外加电场为4.563 V·μm-1.XPS和拉曼光谱确定了sp2相区域尺寸的增加,可增强场发射性能.

摘要： 利用多弧离子镀技术制备类金刚石膜,研究不同偏压频率对类金刚石膜组成和性能的影响。采用扫描电镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)和纳米压痕仪对类金刚石膜进行分析,结果表明:偏压频率对类金刚石沉积的膜厚没有影响,但沉积粒子团簇尺寸随着偏压频率的增大而减小;当偏压频率为3kHz时,沉积粒子团聚严重且颗粒较大,表面质量较差。经类金刚石膜拉曼光谱分析得出:低频时的I_(D)/I_(G)比高频时低,XPS结果进一步证明偏压低频沉积类金刚石膜的SP~3含量高于高频区。纳米压痕测试结果表明,薄膜硬度相同时低频区优于高频区。相关结果为设计制备类金刚石膜提供了新的思路。

摘要： 超级电容器以其运行速度快、可逆性好、可持续发展等优点引起了人们的极大兴趣。然而,它们的能量密度仍然低于电池。在过去的十年中,利用石墨烯相关结构的开放框架结构,人们已经开发出了能量为110 Wh L-1、功率为1 kW L-1的超级电容器。帕拉茨基大学Michal Otyepka,Aristides Bakandritsos等研究人员在《Energy Environ.Sci》期刊发表名为"Nitrogen doped graphene with diamond-like bonds achieves unprecedented energy density at high power in a symmetric sustainable supercapacitor"的论文,研究通过利用基于自由基的荧光石墨烯化学制备一类新的碳基材料,包括具有类金刚石四面体成键的氮掺杂石墨烯,用于高能量密度超级电容器电极,其密度明显高于通过机械压缩等其他方法制备的同类材料。

摘要： 超滑(Superlubricity)特指摩擦因数处于0.001或者更低的润滑状态.超滑材料的工程应用,对空间飞行器、加速器真空系统的运动装置等不可更替运动副的高可靠、长寿命意义重大.在众多超滑材料中,石墨烯、石墨、碳纳米管、金刚石薄膜、非晶碳膜等碳相关材料是研究的热点.本文以碳相关材料的超滑行为研究为主线,综述了微观尺度超滑、宏观尺度超滑、固液复合超滑的研究现状,总结了超滑材料工程应用的潜在挑战,指出如何实现全工况范围固体薄膜超滑和固油复合超滑将是未来的主要研究方向.

摘要： 为了评估a-C∶H和ta-C涂层应用于铝合金干式切削刀具表面防护的可行性,在M2高速钢基底上,用RF-PECVD方法沉积a-C∶H涂层,用磁过滤阴极真空电弧方法沉积了ta-C涂层.通过热重试验观测两种涂层在升温过程中的质量变化.将这两种涂层在大气环境退火,用拉曼光谱等方法表征涂层的结构,用纳米压痕法测量涂层硬度.通过大气环境下的球盘摩擦磨损试验,比较a-C∶H和ta-C涂层的对7075铝合金摩擦学性能.结果 显示:经过400°C退火,a-C∶H涂层硬度从24.8 GPa下降至20.0 GPa,ta-C涂层硬度从28.7 GPa增加至30.8 GPa;a-C∶H涂层对7075铝合金的摩擦因数从0.17下降至0.14,ta-C涂层摩擦因数保持不变为0.12;a-C∶H涂层磨损率从1.9×10-15 m2·N-1上升至2.4×10-15 m2 ·N-1,ta-C涂层磨损率从8.0×10-16 m2·N-1上升至9.2×10-16 m2 ·N-1.当采用7075铝合金为对偶摩擦件时,ta-C具有比a-C∶H涂层更低的摩擦因数和磨损率,而且随温度变化更稳定,因此ta-C是一种更有前途的铝合金干式切削刀具防护涂层.

摘要： 汽车发动机制造业规模大,工艺精度要求高,加工时对刀具有高精度、高耐磨性和高可靠性的要求,促使刀具涂层技术广泛应用于发动机加工中。目前,国内发动机加工用刀具的涂层主要包括TiC、TiN、CrN、Al2O3、TiAIN、TAIN-TiN、纳米结构涂层、类金刚石以及金刚石涂层等。

摘要： 涂层与基体界面结合强度是硬质涂层材料一个关键的性能指标。本文应用压痕法和十字交叉法测试了硅基/类金刚石(diamond-like carbon,DLC) 涂层的界面结合强度。结果表明：利用Vickers压痕法和Hertz压痕法测量所得硅基/DLC涂层的临界载荷分别为0.981 N和300N。用Vickers压痕法测量时,载荷达到临界载荷后涂层将产生环状开裂,当载荷进一步增大时,还会产生径向裂纹。对于Hertz压痕法,载荷从300 N增加到800 N时,涂层环状裂纹从1个增加到4个。通过采用十字交义法测量得到硅基/DLC涂层界面拉伸强度和剪切强度分别为(8.9±2.7)MPa和(20.1±2.6)MPa,表明该涂层抗剪切性能良好,拉伸分离后界面比剪切分离后界面的均匀性更好。压痕法和十字交叉法评价硬质涂层的界面强度简单易行,结果准确,具有广泛的应用前景。

摘要： 在大气压下,以甲烷为反应单体,氩气为工作气体,利用介质阻挡放电(DBD)等离子枪可沉积类金刚石薄膜DLC)。但基体温度,气体配比,沉积时间,工作电压,其流通入方式以及枪口与基体的距离对沉积类金刚石的特性都有影响。实验中以溴化钾压片和单晶硅等为基底,主要研究了基体温度,气体配比,沉积时间以及工作电压对类金刚石薄膜沉积的影响,并且通过红外分析(FTIR),扫描电镜(SEM),拉曼光谱,摩擦磨损仪对沉积的类金刚石薄膜进行检测分析,探索了该合成方法合成类金刚石的特点,给出了合成类金刚石和以上工艺参数的关系。

摘要： 采用了两种有机自组装单层膜作为过渡层在si基底上制备超薄类金刚石碳结构薄膜，这种以自组装单层膜作为过渡层的超薄碳膜相对没有过渡层的碳膜表现出更好的磨损寿命。

摘要： 采用低压(＜10V)电化学沉积技术,采用醋酸水溶液作为电解液,分别在导电玻璃和SnO2纳米线阵列基底上于70·下沉积了类金刚石.用扫描电子显微镜、拉曼光谱等分别对实验结果作了分析。

摘要： 利用改进型闭合场孪生非平衡中频磁控系统在基体温度低于100°C的条件下沉积了Ti掺杂类金刚石纳米复合涂层.研究了不同偏压和Ti靶电流对涂层的结构,摩擦磨损性能和抗水蚀性能的影响,结果表明在100V偏压,Ti靶电流4A时制得的Ti-DLC复合涂层有良好的附着力和很高的硬度,优良的摩擦磨损性能和抗水蚀性.

摘要： 本文采用TEMP-6型和ETIGO-Ⅱ型两种强流脉冲离子束装置,在束流密度为200-1500 A/cm2,辐照次数为1-5次条件下研究了石墨表面的烧蚀行为.用Raman光谱表征了石墨表面的相变行为,用扫描电镜观察了被辐照石墨的表面形貌随束流密度和辐照次数的变化.研究结果表明:束流密度为350A/cm2时,辐照次数在2次和5次的条件下,石墨表面呈现明显的熔化特征,同时发生相变,形成类金刚石.采用热传质模型模拟了HIPIB辐照石墨的烧蚀行为.结合实验研究与理论计算的结果探讨了DLC的形成机制.

摘要： 本文采用射频磁控溅射技术在Ti6Al4V合金表面制备了具有优异性能的羟基磷灰石/类金刚石生物复合涂层.采用红外吸收光谱分析了热处理前后HA涂层所含的官能基团,采用XRD分析了不同溅射条件和热处理对HA涂层相结构的影响,采用SEM、AFM分析了不同溅射条件和热处理对涂层微观形貌、界面结构及表面粗糙度的影响,采用原位纳米力学测试系统、划痕仪、静滴接触角测量仪、多功能摩擦磨损试验机及电化学工作站等测试手段分析了不同溅射条件和热处理对HA涂层纳米力学性能、薄膜的结合强度、润湿性能和耐磨耐蚀性能的影响,采用拉曼光谱分析了DLC涂层的结构.结果表明热处理后磁控溅射制备的HA涂层的结晶化程度大幅提高,恢复了缺失的羟基,涂层表面粗糙度也有所提高,颗粒度变大,呈凸凹不平状,有利于骨诱导生长.溅射功率在250W、溅射偏压在100V的条件下制备的HA涂层具有最优异的微观形态、细胞粘附能力、机械性能和耐磨耐蚀性能.在此条件下制备的DLC/HA复合薄膜缓解了HA涂层和Ti6Al4V合金之间的热膨胀系数差异,复合薄膜与基体间的结合强度优于纯HA涂层;复合薄膜的耐腐蚀性能也优异纯HA涂层,致密的DLC薄膜可以有效的组织体液的渗入;复合薄膜的纳米硬度也高于基体和纯HA涂层,摩擦系数低于纯HA涂层,作为植入体的耐磨部件其应用的可靠性明显提高.

摘要： 提出以类金刚石(DLC)薄膜、硫化物(WSx)固体润滑薄膜、润滑油添加剂三者结合的方式解决苛刻条件下机械系统摩擦磨损问题的新思路,以摩擦副表面材质和润滑剂组成的摩擦学系统作为研究对象,研究具有低摩擦系数、低磨损率、并与润滑油添加剂产生协同作用效果的纳米多层WSx/DLC复合薄膜.采用沉积镀膜和低温离子渗硫两步法制备纳米多层WS./DLC复合膜,探讨了低温离子渗硫工艺与复合膜中硫化物生成规律的关系;评价了复合膜的干摩擦性能和边界润滑条件极压抗磨润滑油添加剂作用下的摩擦学性能,建立了复合膜的制备工艺—成分—结构—摩擦学性能的关系,揭示了复合膜的减摩抗磨机理及其与润滑油添加剂的摩擦化学作用机理.研究成果对苛刻条件下机械系统的摩擦副材质与润滑技术的选择与设计具有重要的实际与理论指导意义.

摘要： 本文通过两步法制备WC/类金刚石(DLC)/WS2纳米复合薄膜,即先通过离子束辅助沉积(IBAD)制备掺钨类金刚石(W-DLC)薄膜,然后再对其进行低温离子渗硫处理.采用扫描电子显微镜(SEM)和三维白光形貌仪观察了薄膜的表面形貌,采用拉曼光谱仪(Raman)测试了薄膜C-C结构变化,并采用附带能谱分析仪(EDS)的透射电子显微镜(TEM)分析了薄膜的精细微观结构.研究结果表明W-DLC薄膜经低温离子渗硫处理后ID/IG从3.4 升高到3.8,WC/DLC/WS2纳米复合薄膜微观结构中包含纳米晶β-WC1-X和WS2均匀分布于非晶DLC基体.

摘要： 综述了模具表面改性的新技术，包括了化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PCVD)、物理气相沉积(PVD)等。重点介绍了在模具上沉积类金刚石(DLC)膜的方法、性能。

摘要： 本申请涉及类金刚石层领域，尤其涉及一种PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法、类金刚石膜、合金材料及汽车部件。PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法，先在基材表面通过PVD法依次镀制Cr层、CrW层以及WC层；之后在所述WC层上通过CVD法镀制类金刚石层。类金刚石膜，采用上述PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法制备而得，类金刚石膜包括依次叠合的Cr层、CrW层、WC层以及类金刚石层，Cr层与基材连接。合金材料，其表面镀制有上述类金刚石膜。汽车部件，其采用上述合金材料制成。本申请通过在基材表面依次镀制Cr层、CrW层及WC层而构成了一个性能渐变的过渡层，使从基材到类金刚石层的性能变化更加缓和，从而减少了“蛋壳效应”的产生，有利于类金刚石层更好的发挥作用。

摘要： 本发明公开了一种钽合金和一种类金刚石碳镀层生物医学植入用钽合金骨爪及其制备方法。本发明的钽合金，包括如下质量百分数的组分：Al:5～6％，Zn:3～4％,Ga:3～4％，Y:2～3％，Si:1～2％，Mg:1～2％，其余为Ta及不可避免的杂质。一种类金刚石碳镀层生物医学植入用钽合金骨爪的制备方法，包括如下步骤：进行等离子体化学气相沉积在骨爪表面沉积一层类金刚石碳镀层等。本发明采用等离子体化学气相沉积的方法，在生物医学植入用钽合金骨爪表面形成了一层致密类金刚石碳镀层根本上解决了腐蚀问题，又能够增加钽合金与骨头界面的结合力，防止两者之间产生滑移，为人体骨骼修复提供了安全可靠的生物医学植入连接器件。

摘要： 本发明公开了一种硫化锌基体表面镀制类金刚石膜的方法及具有类金刚石膜的硫化锌板，所述的硫化锌基体的面积≥50cm

摘要： 本申请提供用物理气相沉积(PVD)方法将纳米金刚石和类金刚石碳共沉积到衬底上的方法，该方法包括：提供衬底，提供离子化碳等离子体的来源，提供纳米金刚石的来源，将纳米金刚石和离子化碳等离子体向衬底喷射以将纳米金刚石和类金刚石碳共沉积到衬底上。本申请还提供包含纳米金刚石和类金刚石碳的复合膜。

摘要： 为了以动态化学制造类金刚石碳结构,在密闭容器内加入混合碳相,用载能体使这种碳相进行化学反应,以便作为反应产物生成分散的凝聚态碳。这种反应产物经受原子氢辅助的低温等离子体作用,实现碳向高纯立方晶格结构的相变。用此方法可以得到具有约100%纯度的立方金刚石相的类金刚石碳结构。晶粒大小在5nm和50nm之间的范围内和簇大小的量级在50nm和20μm之间。分散体中的颗粒直径在40nm和500nm之间。本发明碳结构适合用于硬质材料的表面处理,用作电绝缘体或用作传热介质。为此目的把类金刚石碳结构加入悬浮液、分散体、乳状液、喷雾剂、膏剂、油脂、蜡或漆体系中。

摘要： 本申请涉及类金刚石层领域，尤其涉及一种PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法、类金刚石膜、合金材料及汽车部件。PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法，先在基材表面通过PVD法依次镀制Cr层、CrW层以及WC层；之后在所述WC层上通过CVD法镀制类金刚石层。类金刚石膜，采用上述PVD‑CVD联用制备类金刚石膜的方法制备而得，类金刚石膜包括依次叠合的Cr层、CrW层、WC层以及类金刚石层，Cr层与基材连接。合金材料，其表面镀制有上述类金刚石膜。汽车部件，其采用上述合金材料制成。本申请通过在基材表面依次镀制Cr层、CrW层及WC层而构成了一个性能渐变的过渡层，使从基材到类金刚石层的性能变化更加缓和，从而减少了“蛋壳效应”的产生，有利于类金刚石层更好的发挥作用。

摘要： 本发明公开了一种钽合金和一种类金刚石碳镀层生物医学植入用钽合金骨爪及其制备方法。本发明的钽合金，包括如下质量百分数的组分：Al:5～6％，Zn:3～4％,Ga:3～4％，Y:2～3％，Si:1～2％，Mg:1～2％，其余为Ta及不可避免的杂质。一种类金刚石碳镀层生物医学植入用钽合金骨爪的制备方法，包括如下步骤：进行等离子体化学气相沉积在骨爪表面沉积一层类金刚石碳镀层等。本发明采用等离子体化学气相沉积的方法，在生物医学植入用钽合金骨爪表面形成了一层致密类金刚石碳镀层根本上解决了腐蚀问题，又能够增加钽合金与骨头界面的结合力，防止两者之间产生滑移，为人体骨骼修复提供了安全可靠的生物医学植入连接器件。

摘要： 本发明公开了一种用于核电零部件表面处理的类金刚石复合涂层及其制造方法。本发明类金刚石复合涂层包括一结合于核电零部件表面的氮化物层上形成的Cr/CrC/Ta‑C涂层。本发明充分利用了离子渗氮及渐变层的优点，平滑了核电零部件金属材质与涂层之间的物理性能差异，显著提高核电零部件疲劳强度、耐磨性和膜基结合力，改善耐蚀性和抗磨损性能，从而提高核电零部件的运行可靠性和运行寿命。

摘要： 本发明公开了类金刚石涂层锯片制备方法及类金刚石涂层锯片，涉及锯片制备工艺技术领域。一种类金刚石涂层锯片制备方法，用于制备类金刚石涂层锯片，类金刚石涂层锯片制备方法包括：在基体上开齿槽。对基体进行焊齿处理，并得到第一产物。对第一产物进行喷砂处理，并得到第二产物。打磨第二产物的前角和后角，并得到第三产物。对第三产物进行类金刚石镀膜处理，得到类金刚石涂层锯片。一种类金刚石涂层锯片，其能通过上述类金刚石涂层锯片制备方法制成。本发明提供的类金刚石涂层锯片制备方法及类金刚石涂层锯片能提高类金刚石涂层锯片的使用寿命、耐摩擦性能以及抗氧化生锈性能。

摘要： 本发明公开了一种硫化锌基体表面镀制类金刚石膜的方法及具有类金刚石膜的硫化锌板，所述的硫化锌基体的面积≥50cm