国家自然科学基金(51202261)
- 作品数：8 被引量：49H指数：5
- 相关作者：王永欣李金龙王立平王佳凡陈克选更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院宁波材料技术与工程研究所兰州理工大学更多>>
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- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术化学工程机械工程更多>>
- 硼硅玻璃表面沉积TiAlN/SiN薄膜的结构及性能
- 2014年
- 采用连续式磁控溅射技术在硼硅玻璃表面沉积了TiAlN/SiN复合薄膜。制备的复合薄膜表面光滑致密,内层TiAlN薄膜为柱状晶结构,厚度约为109 nm,外层SiN薄膜为非晶结构,厚度约为67 nm。纳米压入测试复合薄膜的硬度可达15 GPa,随着氧化温度的增加,近表面区域的硬度显著增加。与TiAlN薄膜相比,TiAlN/SiN复合薄膜具有高的韧性和耐划擦性能。硼硅玻璃表面沉积的TiAlN/SiN复合薄膜可耐700℃高温氧化而薄膜颜色不发生变化。
- 王蕊李金龙王永欣胡建民王立平吴海忠
- 关键词：硼硅玻璃磁控溅射高温氧化
- Ti6Al4V表面沉积TiCN薄膜的结构及水环境中的摩擦学性能被引量：3
- 2014年
- 本文采用多弧离子镀技术在Ti6Al4V合金表面沉积TiCN防护薄膜,研究该薄膜在干摩擦,水及海水介质条件下的摩擦学行为。研究结果显示,所制备的TiCN薄膜具有均匀致密的结构,薄膜厚度约为1μm。薄膜成分主要含有Ti、N和C,并含有少量的O。C主要为污染碳和TiC的形式,N为TiN的结构,Ti主要以TiN、TiC和TiO三种价态形式存在。薄膜的硬度达到20 GPa,在大气环境中薄膜摩擦系数约为0.35,明显低于未镀膜钛合金的摩擦系数(0.7)。镀膜样品的磨损率显著降低,未镀膜样品的磨损率是镀膜样品的132倍。水和海水环境下TiCN膜的摩擦系数进一步降低至0.2左右,同时磨损率也显著降低。与水环境相比,海水环境中TiCN薄膜的磨损率略有增加。
- 钟华生李金龙王永欣王立平薛群基
- 关键词：钛合金多弧离子镀水环境摩擦磨损性能
- Cr掺杂对GLC薄膜结构及其摩擦学性能的影响被引量：13
- 2015年
- 采用磁控溅射方法制备类石墨碳膜(GLC)及掺杂金属Cr的类石墨碳膜(GLC-Cr),利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪等测试技术对比分析两薄膜样品的结构及机械性能,利用UMT-3多功能摩擦磨损试验机考察其在大气、去离子水、发动机油3种环境下的摩擦学性能.结果表明:本实验参数下制备的类石墨碳膜中,Cr的掺杂促使了类石墨碳膜中sp2杂化键的形成,降低了GLC薄膜的硬度及弹性模量,但在3种不同环境下均使得类石墨碳膜的摩擦学性能得到明显改善.其中水介质的存在可明显降低类石墨碳膜的摩擦系数,而油润滑介质虽未使得其摩擦系数明显降低,但其摩擦曲线波动性及磨损率均最小.
- 王佳凡王永欣陈克选李金龙郭峰
- 关键词：磁控溅射CR掺杂摩擦学性能
- 偏压占空比对类石墨碳薄膜摩擦学性能的影响被引量：2
- 2013年
- 利用磁控溅射技术在不同偏压占空比条件下制备类石墨碳（Graphite-like carbon，GLC）薄膜，采用扫描电子显微镜、Raman光谱、X射线光电子能谱、纳米压痕仪等分析薄膜的结构和机械性能，采用球-盘往复摩擦方式考察薄膜在大气及去离子水中的摩擦学性能。结果表明：大气环境中，GLC薄膜的摩擦因数和磨损率随偏压占空比的升高而逐渐降低；水环境中，GLC薄膜的摩擦因数随偏压占空比的逐渐升高先降低后轻微升高，低占空比条件下GLC薄膜在水环境中摩擦接触面出现局部剥落，而高占空比条件下GLC薄膜可表现出低于干摩擦的稳定磨损；当占空比为50％-65％时，GLC薄膜在水环境中的摩擦学性能最佳。
- 王永欣赵文杰李金龙王立平陈建敏
- 关键词：摩擦学性能
- Cr/WC/DLC薄膜的多环境摩擦学性能被引量：5
- 2015年
- 采用磁控溅射法,在304不锈钢上制备Cr/WC/DLC多层梯度过渡类金刚石薄膜,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、纳米压痕仪、划痕测试仪等分析薄膜的微观结构和力学性能,利用UMT-3多功能摩擦磨损试验机考察其在大气、去离子水、发动机油3种环境下的摩擦学性能。结果表明:该薄膜的多层梯度设计使其膜基间结合力得到了有效改善,且硬度高达32.6GPa,在3种环境下均具有优异的摩擦学性能。在大气环境下,薄膜具有较低的平均摩擦因数,为0.094;但具有3种环境下最大的磨损率,为7.86×10-8 mm3(N·m)-1;在去离子水环境下,薄膜的平均摩擦因数较高,为0.124;而其磨损率较低,为5.26×10-8 mm3(N·m)-1;在发动机油环境下,固-油复合润滑效应使薄膜具有更加优异的摩擦学性能,其平均摩擦因数和磨损率均为3种环境下的最小值,分别为0.065和4.44×10-8 mm3(N·m)-1。
- 王佳凡陈克选王永欣吴昊李金龙叶育伟
- 关键词：磁控溅射DLC膜摩擦学性能
- 高硬度类石墨碳薄膜及其摩擦学研究进展被引量：5
- 2013年
- 随着碳基固体润滑薄膜材料的发展,具有高含量sp2杂化碳结构的高硬度类石墨碳(Graphite-like carbon,GLC)薄膜引起了研究者的广泛关注。追踪了GLC薄膜的起源,总结了GLC薄膜几种典型的高硬度结构理论,介绍了GLC薄膜的多环境自适应摩擦学特性及其在不同环境中的摩擦学研究进展,评述了GLC薄膜潜在的摩擦学应用领域,指出了GLC薄膜未来的摩擦学研究方向。
- 王永欣王立平陈建敏薛群基
- 关键词：摩擦学特性
- 海水与纯水环境下类石墨烯碳基(GLC)薄膜的摩擦学性能对比研究
- 采用非平衡磁控溅射(UBM)技术制备的GLC薄膜,分别在海水及纯水润滑环境下对比分析其摩擦学行为。选取1N、2N、5N、10N、15N和20N的不同载荷以及1Hz、2 Hz、5 Hz、8 Hz和10 Hz的不同频率组成实...
- 郭峰王永欣王立平
- 关键词：纯水摩擦学性能
- 文献传递
- TiN、TiCN和CrN涂层海水环境摩擦学性能研究
- 为提高海洋机械系统关键摩擦零部件的摩擦学性能,本文分别用TiN,TiCN,CrN涂层进行其表面防护。采用多弧离子镀在不锈钢、WC硬质合金和硅片上进行涂层沉积,使用扫描型电子显微镜(SEM)观察到的涂层表面和截面形貌,通过...
- 单磊李金龙王永欣陈建敏
- 关键词：PVD涂层磨蚀
- 文献传递
- 偏压对CrN涂层结构与海水环境摩擦学行为的影响被引量：7
- 2014年
- 利用多弧离子镀技术在M2高速钢和p(100)单晶硅片上用不同偏压条件分别制备了4种CrN涂层,考察了涂层的显微结构、力学性能、海水环境中的电化学特性与摩擦学行为,分析了涂层的裂纹形貌与断裂机制.结果显示:交替偏压下制备的多层CrN涂层内部结构致密且硬度与择优取向梯度变化,具有高的膜基结合力(Lc大于150 N),较小的平均晶粒尺寸(70 nm),较高的自腐蚀电位(-0.234 V)和较低的自腐蚀电流(3.052×10-8A).在海水环境中与直径为3 mm的YG-6(94%WC+6%Co)硬质合金球配副,Hertzian接触应力达到3.47 GPa时,平均摩擦系数低于0.15,磨损率低于1.26×10-15m3/(Nm),磨痕内没有明显的涂层崩裂失效,耐磨损性能明显优于其余3种CrN涂层.
- 郭峰王永欣薛群基王立平
- 关键词：结合力
- CrN和CrAlN涂层海水环境摩擦学性能研究被引量：21
- 2014年
- 采用多弧离子镀在316L不锈钢上沉积CrN和CrAlN涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描型电子显微镜(SEM)表征涂层的成分和结构,并用纳米压痕和划痕仪测试其硬度和结合力.采用UMT-3往复式摩擦磨损试验机对涂层在海水环境中的摩擦磨损性能进行测试.结果表明:CrN和CrAlN涂层在海水中摩擦系数相差不大,而316L摩擦系数明显大于涂层,且摩擦系数震荡剧烈,表明316L在海水中润滑性较差.涂层在海水中磨损率远小于316L,且CrAlN涂层比CrN涂层在海水环境中具有更优的耐磨性.CrN涂层的磨痕表面出现大量剥落坑,这是由于CrN涂层表面的大颗粒剥落形成的.而CrAlN涂层致密的结构、较为优越的耐蚀性以及摩擦时产生的具有自润滑效果的Al2O3保护层,使其在硬度值较低的情况下仍具有优异的耐磨性.因此海水环境中摩擦性能需综合考虑材料的机械性能、结构、耐蚀性以及耐磨性.
- 单磊王永欣李金龙鲁侠陈建敏
- 关键词：磨损
