2
2012
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
... 实验结果表明,采用设计结构I很难制备出附着牢固的碳基复合膜.将该类型复合膜从真空罐取出后不久、甚至在制备过程中就破裂(与生长工艺、环境、膜层厚度等条件密切相关),其表面褶皱如图2所示;这种褶皱式的破裂,主要源于DLC膜的巨大内应力[1]. ...
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2012
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
... 实验结果表明,采用设计结构I很难制备出附着牢固的碳基复合膜.将该类型复合膜从真空罐取出后不久、甚至在制备过程中就破裂(与生长工艺、环境、膜层厚度等条件密切相关),其表面褶皱如图2所示;这种褶皱式的破裂,主要源于DLC膜的巨大内应力[1]. ...
Effect of deposition time on structure and performance of diamond-like carbon films on PEEK
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2022
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
沉积时间对聚醚醚酮表面类金刚石薄膜的结构和性能的影响
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2022
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Investigation of diamond-like carbon coated steel corrosion: enhancing the optical detection of defects by a controlled electrochemical activation
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2019
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Effect of Ti/Al transition layer on properties of Co-doped diamond-like carbon films
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2019
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Ti/Al过渡层对共掺杂类金刚石薄膜性能的影响
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2019
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Tribo-mechanical properties and adhesion behavior of DLC coatings sputtered onto 36NiCrMo16 produced by selective laser melting
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2020
Designing multilayer diamond like carbon coatings for improved mechanical properties
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2021
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Effects of Ti interlayer on adhesion property of DLC films: a first principle study
1
2021
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Effect of Cr doping on interface properties of DLC/CrN composite coatings: first-principles study
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2022
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Role of TiC nanocrystalline and interface of TiC and amorphous carbon on corrosion mechanism of titanium doped diamond-like carbon films: exploration by experimental and first principle calculation
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2021
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Microstructure, mechanical and tribological characterization of CrN/DLC/Cr-DLC multilayer coating with improved adhesive wear resistance
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2018
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Nano-twisted double helix carbon debris improves the wear resistance of ultra-thick diamond-like carbon coatings
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2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
The interface design and properties of diamond-like carbon films with high adhesion strength deposited on aluminum ally
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2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
铝合金/类金刚石薄膜的强结合界面设计与性能研究
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2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Preparation and tribological properties of diamond-like-carbon/CN x multilayer films with symmetrical nitrogen-content gradient
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2021
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
类金刚石/对称N-梯度CN x 多层膜的制备及摩擦性能
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2021
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Microstructure and tribological behavior of magnetron sputtered WS x /W/DLC/W multilayer films
1
2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
磁控溅射WS x /W/DLC/W 多层膜的微观结构及摩擦学性能
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2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Preparation of CrN/DLC composite thin film and study on its tribological property
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2017
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
CrN/DLC复合薄膜的制备及其摩擦学性能研究
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2017
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Microstructure, mechanical and tribological properties of multilayer Ti-DLC thick films on Al alloys by filtered cathodic vacuum arc technology
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2021
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Wear-resistive and electrically conductive nitrogen-containing DLC film consisting of ultra-thin multilayers prepared by using filtered arc deposition
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2019
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Structure and tribological properties of Si/a-C:H(Ag) multilayer film in stimulated body fluid
1
2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Superior surface protection governed by optimized interface characteristics in WC/DLC multilayer coating
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2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Highly durable and biocompatible periodical Si/DLC nanocomposite coatings
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2018
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Effect of the variation of film thickness on the properties of multilayered Si-doped diamond-like carbon films deposited on SUS 304, Al and Cu substrates
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2020
... 类金刚石膜(DLC)是一种含有丰富sp3键(金刚石相)的亚稳态非晶碳,硬度高、化学稳定,在机械学和摩擦学等领域有极大的应用价值[1,2].DLC膜的干摩擦系数是钢的五分之一[3],可减小合金、金属表面的摩擦和降低磨损.但是DLC材料与金属之间有较大的失配界面,不能牢固地附着.多层膜结构可增强DLC复合膜的附着性能,大致可归纳为两大类型:第一,以亲碳的过渡金属(易与碳原子成键)、碳族元素或其碳化物在DLC膜与基材之间形成黏附层/过渡层.这些黏附层/过渡层与DLC膜、基材均能形成一定的化学键、避免两者界面间的结构失配和应力集中[4~6].基于密度泛函理论的计算结果表明[7],Ti/DLC界面的电荷积累明显强于Fe/DLC界面,说明Ti-C共价键比Fe-C共价键的键能更高,从理论上阐述了Ti层增强DLC膜在Fe基合金上附着性能的机理.实验结果和第一性原理计算结果进一步表明[8, 9],Ti/Ti-DLC界面结合强度优于Ti/DLC界面,Cr/Cr-DLC界面结合强度优于Cr/DLC界面.用PECVD法在不锈钢表面分别沉积的Cr/(CrN/DLC) n /Cr-DLC复合膜和Si/Si-DLC/DLC复合膜,前者的磨损量比单层DLC膜降低了1个数量级[10],后者的临界载荷比没有Si黏附层(110 nm)的结构提高40%以上,且摩擦、硬度等性能明显提高[11];用相同的方法在铝合金基材上生长的Ti/a-C:H:(Si:O)/a-C:H复合膜,其临界载荷远高于无a-C:H:(Si:O)过渡层的结构[12].用磁控溅射在硅基材上生长的WSx/W/DLC/W多层膜(500~600 nm),其临界载荷显著高于同等厚度的纯DLC膜,纳米硬度和杨氏模量分别达到20 GPa和200 GPa以上[13,14].用“阴极电弧+磁控溅射+阳极层离子源”复合技术在镀有CrN过渡层的Cr12MoV不锈钢基材表面沉积的厚度约3 μm的DLC膜,其临界载荷和硬度均高于无过渡层的DLC膜[15].第二,多层交替结构增强DLC复合膜的附着、耐磨、硬度、韧性等性能.用电弧沉积法在镀有Ti黏附层的铝合金表面生长(Ti/Ti-DLC)2交替结构的多层膜,在降低Ti-DLC膜的内应力、增强了附着性能的同时,其耐磨和导热性能也得到了改善[16];在WC基材表明生长的掺杂量高、低交替的多层N-DLC结构附着牢固,并能提高增强膜层的耐磨性和电导性[17].用磁控溅射生长的(Si/Ag-DLC) n 交替结构的DLC复合膜(1 μm),附着牢固,在溶液环境中摩擦系数可降至0.13[18];(WC/DLC) n 多层交替结构可提高DLC复合膜在不锈钢基材上附着性能、降低磨损率2个数量级[19];(Si/DLC) n 纳米交替结构可提高DLC复合膜在基材表面25%的附着性能[20].用PECVD法在不锈钢、铝合金及铜合金表面制备高、低掺杂量的Si-DLC交替层,Si-DLC层分别呈现拉应力和压应力,使其内应力相互部分抵消,从而增强DLC复合膜的附着性能[21]. ...
Effect of titanium plating on cemented carbide substrate tointerfacial transition layer and properties of PcBN composite sheet
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2021
... 用PLD技术在室温下制备3种碳基复合膜,结构设计列于表1.使用过渡金属Ti过渡层,以提高两者之间的结合[22, 23].与结构III相比,结构I的外DLC层为厚层(1.4 μm),结构II的DLC薄层生长在Ti过渡层上,没有用SiC厚层缓冲. ...
硬质合金基底镀钛对PcBN复合片界面过渡层及性能的影响
1
2021
... 用PLD技术在室温下制备3种碳基复合膜,结构设计列于表1.使用过渡金属Ti过渡层,以提高两者之间的结合[22, 23].与结构III相比,结构I的外DLC层为厚层(1.4 μm),结构II的DLC薄层生长在Ti过渡层上,没有用SiC厚层缓冲. ...
Oxygen-scavenging effects of added Ti layer in the TiN gate of metal-ferroelectric-insulator-semiconductor capacitor with Al-doped HfO2 ferroelectric film
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2022
... 用PLD技术在室温下制备3种碳基复合膜,结构设计列于表1.使用过渡金属Ti过渡层,以提高两者之间的结合[22, 23].与结构III相比,结构I的外DLC层为厚层(1.4 μm),结构II的DLC薄层生长在Ti过渡层上,没有用SiC厚层缓冲. ...
XPS spectra analysis of Ti2+, Ti3+ ions and dye photodegradation evaluation of titania-silica mixed oxide nanoparticles
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2018
... 图3a给出了样品的XPS全谱,可见除了主要由sp2和sp3键引起的C1s峰(284 eV附近)和主要由氧化物共价键引起的O1s峰(530 eV附近),在460 eV附近还出现一个微弱的特征峰,即Ti2p峰,其精细谱如图3b所示.Ti2p峰去背景后克分解为两类子峰,分别由Ti-O键(位于466.5和460.9 eV附近)[24,25]和Ti-C键引起(位于462.3和458.6 eV附近)[26].XPS分析结果表明,该剥离面应为Ti过渡层与DLC膜的界面.金黄色部分应为TiO2,其中的氧来源于真空制备时残留的氧和Ti层暴露后的氧化;蓝色部分则源于氧空位和氧缺陷[27,28].XPS谱分析结果表明,高能激光产生的高动能粒子在Ti/DLC界面生成了部分Ti-C共价键,提高了界面结合力.但是在室温下沉积没有多余的能量生成更多的Ti-C共价键[29],因此与其他界面相比该界面最薄弱,在强大的黏贴力作用下最先破裂. ...
In situ growth of NixCu1-x alloy nanocatalysts on redox-reversible rutile (Nb, Ti)O4 towards high-temperature carbon dioxide electrolysis
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2014
... 图3a给出了样品的XPS全谱,可见除了主要由sp2和sp3键引起的C1s峰(284 eV附近)和主要由氧化物共价键引起的O1s峰(530 eV附近),在460 eV附近还出现一个微弱的特征峰,即Ti2p峰,其精细谱如图3b所示.Ti2p峰去背景后克分解为两类子峰,分别由Ti-O键(位于466.5和460.9 eV附近)[24,25]和Ti-C键引起(位于462.3和458.6 eV附近)[26].XPS分析结果表明,该剥离面应为Ti过渡层与DLC膜的界面.金黄色部分应为TiO2,其中的氧来源于真空制备时残留的氧和Ti层暴露后的氧化;蓝色部分则源于氧空位和氧缺陷[27,28].XPS谱分析结果表明,高能激光产生的高动能粒子在Ti/DLC界面生成了部分Ti-C共价键,提高了界面结合力.但是在室温下沉积没有多余的能量生成更多的Ti-C共价键[29],因此与其他界面相比该界面最薄弱,在强大的黏贴力作用下最先破裂. ...
High thermal conductivity and strong interface bonding of a hot-forged Cu/Ti-coated diamond composite
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2020
... 图3a给出了样品的XPS全谱,可见除了主要由sp2和sp3键引起的C1s峰(284 eV附近)和主要由氧化物共价键引起的O1s峰(530 eV附近),在460 eV附近还出现一个微弱的特征峰,即Ti2p峰,其精细谱如图3b所示.Ti2p峰去背景后克分解为两类子峰,分别由Ti-O键(位于466.5和460.9 eV附近)[24,25]和Ti-C键引起(位于462.3和458.6 eV附近)[26].XPS分析结果表明,该剥离面应为Ti过渡层与DLC膜的界面.金黄色部分应为TiO2,其中的氧来源于真空制备时残留的氧和Ti层暴露后的氧化;蓝色部分则源于氧空位和氧缺陷[27,28].XPS谱分析结果表明,高能激光产生的高动能粒子在Ti/DLC界面生成了部分Ti-C共价键,提高了界面结合力.但是在室温下沉积没有多余的能量生成更多的Ti-C共价键[29],因此与其他界面相比该界面最薄弱,在强大的黏贴力作用下最先破裂. ...
Oxygen-deficient blue TiO2 for ultrastable and fast lithium storage
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2020
... 图3a给出了样品的XPS全谱,可见除了主要由sp2和sp3键引起的C1s峰(284 eV附近)和主要由氧化物共价键引起的O1s峰(530 eV附近),在460 eV附近还出现一个微弱的特征峰,即Ti2p峰,其精细谱如图3b所示.Ti2p峰去背景后克分解为两类子峰,分别由Ti-O键(位于466.5和460.9 eV附近)[24,25]和Ti-C键引起(位于462.3和458.6 eV附近)[26].XPS分析结果表明,该剥离面应为Ti过渡层与DLC膜的界面.金黄色部分应为TiO2,其中的氧来源于真空制备时残留的氧和Ti层暴露后的氧化;蓝色部分则源于氧空位和氧缺陷[27,28].XPS谱分析结果表明,高能激光产生的高动能粒子在Ti/DLC界面生成了部分Ti-C共价键,提高了界面结合力.但是在室温下沉积没有多余的能量生成更多的Ti-C共价键[29],因此与其他界面相比该界面最薄弱,在强大的黏贴力作用下最先破裂. ...
Effects of a titanium dioxide thin film for improving the biocompatibility of diamond-like coated coronary stents
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2020
... 图3a给出了样品的XPS全谱,可见除了主要由sp2和sp3键引起的C1s峰(284 eV附近)和主要由氧化物共价键引起的O1s峰(530 eV附近),在460 eV附近还出现一个微弱的特征峰,即Ti2p峰,其精细谱如图3b所示.Ti2p峰去背景后克分解为两类子峰,分别由Ti-O键(位于466.5和460.9 eV附近)[24,25]和Ti-C键引起(位于462.3和458.6 eV附近)[26].XPS分析结果表明,该剥离面应为Ti过渡层与DLC膜的界面.金黄色部分应为TiO2,其中的氧来源于真空制备时残留的氧和Ti层暴露后的氧化;蓝色部分则源于氧空位和氧缺陷[27,28].XPS谱分析结果表明,高能激光产生的高动能粒子在Ti/DLC界面生成了部分Ti-C共价键,提高了界面结合力.但是在室温下沉积没有多余的能量生成更多的Ti-C共价键[29],因此与其他界面相比该界面最薄弱,在强大的黏贴力作用下最先破裂. ...
Ab initio study of interfacial structure transformation of amorphous carbon catalyzed by Ti, Cr, and W transition layers
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2017
... 图3a给出了样品的XPS全谱,可见除了主要由sp2和sp3键引起的C1s峰(284 eV附近)和主要由氧化物共价键引起的O1s峰(530 eV附近),在460 eV附近还出现一个微弱的特征峰,即Ti2p峰,其精细谱如图3b所示.Ti2p峰去背景后克分解为两类子峰,分别由Ti-O键(位于466.5和460.9 eV附近)[24,25]和Ti-C键引起(位于462.3和458.6 eV附近)[26].XPS分析结果表明,该剥离面应为Ti过渡层与DLC膜的界面.金黄色部分应为TiO2,其中的氧来源于真空制备时残留的氧和Ti层暴露后的氧化;蓝色部分则源于氧空位和氧缺陷[27,28].XPS谱分析结果表明,高能激光产生的高动能粒子在Ti/DLC界面生成了部分Ti-C共价键,提高了界面结合力.但是在室温下沉积没有多余的能量生成更多的Ti-C共价键[29],因此与其他界面相比该界面最薄弱,在强大的黏贴力作用下最先破裂. ...
A perspective on the optimisation of hard carbon and related coatings for engineering applications
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2007
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
Research and development status and trend of the Ti-Si intermetallics compounds/ceramics matrix composites
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2022
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
Ti-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状与发展趋势
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2022
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
Multifractal analysis for Cu/Ti bilayer thin films
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2013
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
First principle calculation of the binding mechanism between Ti and SiO2
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2020
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
活性元素Ti和SiO2界面结合机制的第一性原理计算
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2020
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
Mechanical shock-induced self-propagating exothermic reaction in Ti/Si multilayer nanofilms for low-power reactive bonding
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2020
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
Studies of diamond-like carbon(DLC) films deposited on stainless steel substrate with Si/SiC intermediate layers
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2008
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
The tribological properties of DLC/SiC and DLC/Si3N4 under different relative humidity: the transition from abrasive wear to tribo-chemical reaction
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2021
... DLC材料的本质是非金属C,与金属Cu之间的界面失配程度较高,其易断裂的弱键和过大的剪切力导致键断裂[30],即膜层破裂或脱落.Ti过渡层和SiC黏附层消除了DLC层与金属表面较高的失配.过渡金属Ti适用于大多数金属与非金属材料界面的过渡,在高能激光的激发下Ti原子具备足够的动能向Cu基材浅表面扩散与其生成形成多种Cu-Ti强键[31,32].SiC层中的Si原子扩散至Ti层浅表面并取代部分Ti和Ti-Si强健[33,34],使其与Ti层牢固结合.DLC和SiC材料具有相似的化学特性和微结构,因此可在交替的界面中相互扩散并生成稳定的能带结构,使界面结合力提高[35,36];SiC薄层夹在DLC层中避免了DLC层内应力积累,使整体的附着性能提高. ...
Construction of a sp3/sp2 carbon interface in 3D N-doped nanocarbons for the oxygen reduction reaction
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2019
... 图4b中的XPS全谱出现了C1s峰和O1s峰,其中的O1s峰源于真空中残留氧元素参与了DLC层的生长和接触空气后的氧化.图5(右)中的C1s精细谱去除背景后可分解为三个主要特征峰[37],分别为284.4 eV附近的sp2C=C键、285.2 eV附近的sp3C-C键和287.2 eV附近的C-O键.比较sp2C=C键和sp3C-C键的特征峰面积,可估算出sp3键与sp2键的含量比例(sp3/sp2)约为2.1. ...
... 图5a给出了DLC单层膜Raman光谱在1000~1800 cm-1内具有典型碳结构的拉曼特征峰,主要由位于1360 cm-1附近的D峰和1530 cm-1附近的G峰引起[37];去除背景后分解,可得两者的位置、强度和宽度.D峰和G峰均由sp2 C=C键振动引起,其中D峰对应环状sp2碳原子的呼吸振动、G峰由环或链上sp2 C=C键的伸缩振动.两者的强度比,即ID/IG,反映sp3/sp2键的比值;无氢DLC膜的ID/IG越小表明膜层中的无序性越强,则sp3/sp2比值越高.用PLD生长的DLC单层膜其ID/IG约为0.46(均方差0.0168). ...
Raman characterization of damaged layers of 4H-SiC induced by scratching
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2016
... 图5b给出的SiC单层膜Raman光谱的特征峰比较窄,只分布在1300~1600 cm-1内,且强度远小于D峰和G峰,对应C-Si键[38]. ...