AISI440C钢氧-氮-碳三元共渗渗层显微组织与硬度研究

"以空气、丙烷、氨气等作为气源，利用低温气体多元共渗技术在AISI4400C钢表面进行低温气体氧-氮-碳 三元共渗处理，以提高其表面硬度。借助光学金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和扫描电镜，对渗层形貌、物相、显 微硬度梯度变化趋势以及元素分布进行检测分析。结果表明，在基材表面共渗层形成了厚且均匀致密的化合物层，该化 合物层以氮化物、碳化物和氧化物为主；三元共渗过程中氧的加入可促进化合物层的形成，缩短共渗时间，获得的三元 共渗层表面硬度最高可达1170 HV

高功率脉冲磁控溅射类石墨润滑薄膜的结构与性能研究

高功率脉冲磁控溅射技术（HIPIMS）作为一种溅射粒子离化率高、可以沉积致密、高性能薄膜的新技术已经在国外广泛研究。本文研究不同脉冲电压对高功率脉冲磁控溅射技术（HIPIMS）制备类石墨（GLC）非晶碳膜结构和性能影响，并与直流磁控溅射（dc-MS）制备的薄膜相比较；采用X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱仪、原子力显微镜（AFM）和纳米压痕仪分析了薄膜的结构和力学性能；通过球盘式摩擦试验机测试了薄膜在大气环境下的摩擦性能。结果表明：制备的薄膜主要由sp2键组成，属于典型的GLC薄膜，HIPIMS技术更有利于产生sp2键；由HIPIMS制备的类石墨薄膜随脉冲电压的增大，硬度和sp3含量先增大后降低，内应力逐渐增高，粗糙度逐渐降低。HIPIMS制备的GLC薄膜摩擦学性能优于dc-MS制备的GLC薄膜，薄膜的摩擦学性能与sp2含量相关

高功率脉冲复合磁控溅射沉积MoS2-Ti复合膜结构与摩擦性能研究

采用新型高功率脉冲复合磁控溅射技术制备MoS2-Ti复合膜，并研究不同Ti掺杂含量对MoS2复合膜结构和性能的影响。结果表明：利用高功率脉冲磁控溅射技术掺杂Ti使MoS2薄膜向致密结构生长；Ti在薄膜表层与O结合形成氧化物有效抑制MoS2的氧化；复合膜硬度在一定Ti含量范围内出现最大值；掺杂少量Ti改善了纯MoS2在潮湿大气环境下的摩擦磨损性能

椭偏法表征四面体非晶碳薄膜的化学键结构

采用自主研制的双弯曲磁过滤阴极真空电弧（ＦＣＶＡ）技术，在不同衬底负偏压下制备了四面体非晶碳 （ｔａ－Ｃ）薄膜。通过分光光度计和椭偏（ＳＥ）联用技术精确测量了薄膜厚度，重点采用椭偏法对不同偏压下制备的ｔａ－ Ｃ薄膜ｓｐ３　Ｃ键和ｓｐ２　Ｃ键结构进行了拟合表征，并与Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和拉曼光谱的实验结果相对比，分析 了非晶碳结构的椭偏拟合新方法可靠性。结果表明，在－１００Ｖ偏压时薄膜厚度最小，为３３．９ｎｍ；随着偏压的增 加，薄膜中的ｓｐ２　Ｃ含量增加，ｓｐ３　Ｃ含量减小，光学带隙下降。对比结果发现，椭偏法作为一种无损、简易、快速的表 征方法，可用于ｔａ－Ｃ薄膜中ｓｐ２　Ｃ键和ｓｐ３　Ｃ键含量的准确测定，且在采用玻璃碳代表纯ｓｐ２　Ｃ的光学常数及拟合波 长选取２５０～１７００ｎｍ时的椭偏拟合条件下，拟合数值最佳

镁合金表面（Ti：N）-DLC/MAO 复合膜层微观结构与性能研究

利用微弧氧化技术于镁合金表面制备MgO多孔膜结构以取代传统制备DLC膜所需的金属过渡层，并以此为基，采用离子束复合磁控溅射技术制备出了Ti、N共掺杂(Ti:N)-DLC膜，并通过与MAO、DLC/MAO及Ti-DLC/MAO各膜层对比，较系统研究了 (Ti:N)-DLC/MAO复合膜层的微观结构、摩擦学特性及电化学性能。结果表明: 该复合膜层具有表面多孔特征，表层(Ti:N)-DLC膜为DLC膜中包含TiN纳米晶的复合结构，较传统的DLC膜或Ti-DLC膜，其sp2/sp3值较高；由于表层 (Ti:N)-DLC膜的纳米复合结构特征及润滑特性，(Ti:N)-DLC/MAO复合膜层表现出优异的抗磨损性能；MgO多孔膜结构的极化阻力及(Ti:N)-DLC纳米复合结构可减缓掺杂组元与镁基体的电偶腐蚀，使得(Ti:N)-DLC/MAO复合膜层的耐蚀性显著增强

Effect of substrate bias on the microstructure and tribological performance of GLC films using a hybrid HIPIMS technique.

The Cr-doped hydrogen-GLC films were prepared by a hybrid magnetron sputtering system composed of a direct current magnetron sputtering (dc-MS) source of carbon and a high power impulse magnetron sputtering, (HIPIMS) source of Cr with reactive gas of C2H2. The hydrogen-free GLC and Cr-doped GLC films were also prepared for comparison. In this paper, the influence of substrate bias on the Cr-doped hydrogen-GLC films was investigated. With the increase of substrate bias from -100 V to -250 V, the re-sputtering of weak bonding sp2 firstly occurred and induced an increased sp3 bonding; however, the following sp3 to sp2 transformation result in a decreased sp3 bonding. The change trend of surface roughness and friction coefficient with the increased bias voltages were the same as that of sp3 bond. The lowest surface roughness and lowest friction coefficient corresponded to the highest sp3 with the Cr-GLC-H films at the bias voltage of -100 V

氩气流量对四面体非晶碳膜结构和摩擦性能的影响

利用自主研制的45b单弯曲阴极电弧沉积系统, 通过改变Ar 流量( 2, 5 以及10 ml/ min) , 在p 型( 100) 硅基底上制备 了四面体非晶碳膜。借助表面轮廓仪测定薄膜厚度和粗糙度变化; 采用X 射线光电子谱获得薄膜微结构信息, 利用残余应力 仪和摩擦磨损试验机测定薄膜的内应力和摩擦学性能。实验结果表明: 随Ar 流量增加, 薄膜的沉积速率降低, 表面趋于光滑; 薄膜中sp 3 含量由2 ml/ min 时的68%下降至10 ml/ min 时的55%; 薄膜应力值随Ar 流量的增大而减小, 在10 ml/ min 处取得最 小值; 不同Ar 流量条件下所制备薄膜的摩擦系数在01024~ 01045 之间, 且随Ar 流量增加而增