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偏压及测试环境对新型MoS_2-Ti复合膜摩擦学性能的影响

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摩擦学学报 2013年第2期33卷 162-168页

作者：秦晓鹏柯培玲汪爱英中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波市海洋防护材料与工程技术重点实验室浙江宁波315201

采用新型高功率脉冲复合磁控溅射技术制备MoS2-Ti复合膜,并研究基体偏压和测试环境对复合膜摩擦学性能的影响.结果表明:制备的MoS2-Ti复合膜表面呈现颗粒状结构,Ti在薄膜表层与O反应形成氧化物有效抑制MoS2的氧化.随着基体负偏压从0 V... 详细信息

采用新型高功率脉冲复合磁控溅射技术制备MoS2-Ti复合膜,并研究基体偏压和测试环境对复合膜摩擦学性能的影响.结果表明:制备的MoS2-Ti复合膜表面呈现颗粒状结构,Ti在薄膜表层与O反应形成氧化物有效抑制MoS2的氧化.随着基体负偏压从0 V增大到-400 V,复合膜的S/Mo原子比逐渐减小.在-300 V偏压下,颗粒堆积最为紧密,薄膜硬度和弹性模量达到最大值,分别为9.7和137.1 GPa,并具有最低的平均摩擦系数值(0.04)和磨损率[(10-7mm3/(N.m)].多种测试环境下的摩擦研究显示:在室温大气环境下复合膜的摩擦学性能与其结构的致密性紧密相关,而在N2以及不同湿度环境下薄膜表现出的优异摩擦学性能则归因于在摩擦过程中有效形成的转移膜贡献.

关键词：高功率脉冲复合磁控溅射 MoS2-Ti复合膜基体偏压摩擦学性能

PECVD制备掺氮类金刚石薄膜的电化学特性

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材料研究学报 2014年第3期28卷 161-165页

作者：周凯柯培玲汪爱英邹友生南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

利用混合离子束系统,通过辉光放电等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备出类金刚石薄膜(DLC)和掺氮类金刚石薄膜(N-DLC),用可见拉曼光谱、X射线光电子能谱和扫描探针显微镜表征薄膜微观结构和表面形貌,采用电化学工作站测量了薄膜... 详细信息

利用混合离子束系统,通过辉光放电等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备出类金刚石薄膜(DLC)和掺氮类金刚石薄膜(N-DLC),用可见拉曼光谱、X射线光电子能谱和扫描探针显微镜表征薄膜微观结构和表面形貌,采用电化学工作站测量了薄膜的电化学性能。结果表明,DLC薄膜的表面光滑致密、粗糙度低,掺氮增加了薄膜中的sp2团簇相并形成了C-N键,并使C-O键含量和薄膜表面的活性位点增加。N-DLC薄膜电极在硫酸溶液中的电化学势窗达4.5 V和较低的背景电流(0.3±0.2μA/cm2);在铁氰化钾溶液中电极的电流响应明显,表现为受扩散控制的准可逆过程。电极具有很好的重复性和稳定性。

关键词：无机非金属材料 PECVD N—DLC 微观结构电化学性能

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镁基表面微弧氧化/类金刚石膜的性能表征

金属学报 2011年第12期47卷 1535-1540页

作者：杨巍汪爱英柯培玲蒋百灵中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 西安理工大学材料科学与工程学院西安710048

利用MgO多孔膜结构取代传统制备DLC膜所需的金属过渡层(如Ti),采用离子束复合磁控溅射技术制备出了DLC/MAO/AZ80膜基系统,并通过与MAO/AZ80,DLC/Ti/MAO/AZ80及DLC/Ti/AZ80对比,系统研究了此类膜基系统的表面微观形貌、粗糙度、纳米压痕... 详细信息

利用MgO多孔膜结构取代传统制备DLC膜所需的金属过渡层(如Ti),采用离子束复合磁控溅射技术制备出了DLC/MAO/AZ80膜基系统,并通过与MAO/AZ80,DLC/Ti/MAO/AZ80及DLC/Ti/AZ80对比,系统研究了此类膜基系统的表面微观形貌、粗糙度、纳米压痕行为、摩擦学特性及电化学性能.结果表明:MgO多孔膜表面沉积DLC膜使其粗糙度减小,硬度增加,而弹性模量与MgO多孔膜相差较小;借助表层微孔特征及DLC膜的润滑特性,使得DLC/MAO/AZ80膜基系统的平均摩擦系数、磨痕宽度与传统的DLC/Ti/AZ80膜基系统相当,并进一步制备出了具有最小平均摩擦系数和磨痕宽度的DLC/Ti/MAO/AZ80膜基系统;由于MgO多孔膜结构的极化阻力使得MAO/AZ80,DLC/MAO/AZ80和DLC/Ti/MAO/AZ80膜基系统的耐蚀性均明显优于DLC/Ti/AZ80.

关键词：类金刚石膜 MgO 多孔结构性能

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电弧离子镀氧化铬涂层的组织结构及硬度

金属学报 2003年第9期39卷 979-983页

作者：纪爱玲汪伟宋贵宏汪爱英孙超闻立时中国科学院金属研究所沈阳110016

采用电弧离子镀方法在不锈钢基体上沉积Cr2O3薄膜.研究了氧流量和脉冲偏压对薄膜相结构、沉积速率、表面形貌、薄膜硬度的影响.结果表明,氧流量和脉冲偏压对薄膜的相结构有较大的影响.在氧流量为130 cm3/s、脉冲偏压为-100V时,出现Cr2O3... 详细信息

采用电弧离子镀方法在不锈钢基体上沉积Cr2O3薄膜.研究了氧流量和脉冲偏压对薄膜相结构、沉积速率、表面形貌、薄膜硬度的影响.结果表明,氧流量和脉冲偏压对薄膜的相结构有较大的影响.在氧流量为130 cm3/s、脉冲偏压为-100V时,出现Cr2O3{001}面择优取向;氧流量增高,脉冲偏压增大时,薄膜的表面形貌得到改善;在脉冲偏压为-200 V、氧流量为130 cm3/s时,可获得符合Cr2O3化学计量比的薄膜,其硬度达到36 GPa.

关键词： Cr2O3薄膜电弧离子镀组织结构脉冲偏压

衬底负偏压对线性离子束DLC膜微结构和物性的影响

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材料研究学报 2009年第6期23卷 598-603页

作者：代伟吴国松孙丽丽汪爱英中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

采用一种新型线性离子束PVD技术制备出大面积类金刚石薄膜(DLC膜),研究了衬底负偏压对薄膜微结构和物性的影响.结果表明:制备出的类金刚石薄膜在300 mm×100 mm范围内纵向厚度均方差约10-12 nm,横向薄膜厚度均方差约2-4 nm.随着衬底偏... 详细信息

采用一种新型线性离子束PVD技术制备出大面积类金刚石薄膜(DLC膜),研究了衬底负偏压对薄膜微结构和物性的影响.结果表明:制备出的类金刚石薄膜在300 mm×100 mm范围内纵向厚度均方差约10-12 nm,横向薄膜厚度均方差约2-4 nm.随着衬底偏压的提高,薄膜中sp^3键的含量先增加后减小,在衬底偏压为-100 V时sp^3键的含量最大;DLC膜的残余应力、硬度和弹性模量与sp^3键的含量呈近似线性的关系,在衬底偏压为-100 V时其最大值分别为3.1 GPa、26 GPa和230 ***薄膜的摩擦学性能与薄膜中sp^3碳杂化键的含量密切相关,但是受衬底偏压的影响不大,其摩擦系数大多小于0.25.偏压对磨损的影响很大,在偏压比较低(0～-200 V)时,薄膜的磨损率约为10^(-8)mm^3/N·m,偏压升高到300 V磨损率急剧提高到10^(-7)mm^3/N·m.

关键词：无机非金属材料线性离子束 DLC薄膜微结构力学性能摩擦性能

“碳基强化功能薄膜材料与应用技术”专题序言

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表面技术 2020年第6期49卷 I0002-I0002,I0001页

作者：汪爱英中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国科学院所属材料技术所中科院海洋新材料与应用技术重点实验室

碳元素在自然界中分布广泛,可以多种碳材料的形式存在。由于具有诸多优异综合特性,无论在我们日常生活中,还是在先进制造、航空航天、海洋、信息、生物等高技术战略科技领域,碳材料都一直扮演着非常重要的作用。非晶碳基薄膜(Diamond-li... 详细信息

碳元素在自然界中分布广泛,可以多种碳材料的形式存在。由于具有诸多优异综合特性,无论在我们日常生活中,还是在先进制造、航空航天、海洋、信息、生物等高技术战略科技领域,碳材料都一直扮演着非常重要的作用。非晶碳基薄膜(Diamond-like carbon,DLC)是一大类碳材料,由石墨相-sp^2/金刚石相-sp^3混合组成,根据制备方法可含有一定量氢、金属等,具有高硬度耐磨、低摩擦润滑、化学惰性耐腐蚀、光电生物性能调控范围广等优异特性。

关键词：非晶碳基薄膜化学惰性碳材料航空航天综合特性石墨相碳元素金刚石相

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HFCVD金刚石薄膜温度场的数值研究

金属学报 2002年第11期38卷 1228-1232页

作者：汪爱英孙超邹友生黄荣芳闻立时中国科学院金属研究所沈阳110016

热丝化学气相沉积（HFCVD）生长金刚石膜过程中,在热丝相关工艺参数取优化值的前提下,对热辐射平衡体系中衬底表面辐照度和衬底温度的空间分布进行了模拟计算,探讨了衬底横向热传导对衬底温度分布的影响.结果表明,在绝热边界和1000K恒... 详细信息

热丝化学气相沉积（HFCVD）生长金刚石膜过程中,在热丝相关工艺参数取优化值的前提下,对热辐射平衡体系中衬底表面辐照度和衬底温度的空间分布进行了模拟计算,探讨了衬底横向热传导对衬底温度分布的影响.结果表明,在绝热边界和1000K恒温边界条件下,热传导都使衬底温度的空间分布均匀性明显优于纯热辐射下的温度分布.这些计算结果为大面积高质量金刚石膜的生长进一步提供了理论基础.

关键词： HFCVD 金刚石薄膜温度场数值研究热传导热丝化学气相沉积

热丝化学气相沉积大面积金刚石膜温度场的模拟计算

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金属学报 2001年第11期37卷 1217-1222页

作者：汪爱英孙超王冰宫骏黄荣芳闻立时中国科学院金属研究所沈阳110016

对热丝化学气相沉积（ＨＦＣＶＤ）生长金刚石膜过程中影响衬底温度场的热丝几何参数及其他相关沉积参数进行了模拟计算．结果表明，通过优化参数，用８０ｍｍ ×８０ｍｍ的热丝阵列可以获得７６ｍｍ × ７６ｍｍ面积的均匀衬底温度区... 详细信息

对热丝化学气相沉积（ＨＦＣＶＤ）生长金刚石膜过程中影响衬底温度场的热丝几何参数及其他相关沉积参数进行了模拟计算．结果表明，通过优化参数，用８０ｍｍ ×８０ｍｍ的热丝阵列可以获得７６ｍｍ × ７６ｍｍ面积的均匀衬底温度区，进一步利用辅助热丝则可将均温区面积扩大到１００ｍｍ×１００ｍｍ．这些结果可以为沉积高质量、大面积金刚石膜的工艺参数提供理论依据．

关键词：热丝化学沉积金刚石膜温度场模拟计算 HFCVD

偏压及测试环境对离子束DLC膜摩擦学行为的影响

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摩擦学学报 2011年第5期31卷 510-514页

作者：赵博通代伟柯培玲汪爱英中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201 中国科学院研究生院北京100049

采用线性阳极层离子束技术制备了类金刚石薄膜(DLC膜),研究了不同衬底负偏压和测试环境对DLC薄膜摩擦学性能的影响.结果表明:在-50V偏压下,薄膜硬度和弹性模量最大,这主要与薄膜中高的sp3含量相关;衬底负偏压对薄膜在室温大气条件下的... 详细信息

采用线性阳极层离子束技术制备了类金刚石薄膜(DLC膜),研究了不同衬底负偏压和测试环境对DLC薄膜摩擦学性能的影响.结果表明:在-50V偏压下,薄膜硬度和弹性模量最大,这主要与薄膜中高的sp3含量相关;衬底负偏压对薄膜在室温大气条件下的摩擦学性能影响不显著,薄膜总体呈现较低的摩擦系数和磨损率,显示出优异的抗磨损性能;线性离子束制备的含氢DLC薄膜的摩擦学行为受湿度及环境气氛影响较大,归因于环境中的氧气和水分造成的摩擦化学反应.

关键词：阳极层离子源 DLC 衬底负偏压摩擦学行为