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非晶含氢碳膜的氧等离子体刻蚀性能研究

物理学报 1999年第10期48卷 1950-1956页

作者：宁兆元程珊华苏州大学物理科学与技术学院苏州215006

用苯作气源，采用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积方法制备了非晶含氢碳膜，并在该系统上用氧等离子体对这些碳膜进行了刻蚀性能的研究．实验中，测量了碳膜在不同氧压强、流量和微波功率下的刻蚀速率，研究了膜的沉积速率与它的... 详细信息

用苯作气源，采用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积方法制备了非晶含氢碳膜，并在该系统上用氧等离子体对这些碳膜进行了刻蚀性能的研究．实验中，测量了碳膜在不同氧压强、流量和微波功率下的刻蚀速率，研究了膜的沉积速率与它的刻蚀速率之间的关系．结果表明，膜的刻蚀速率与膜的生长条件密切相关；在低沉积速率下生长的非晶碳膜的刻蚀率低于常用的Ｎｏｖｏｌａｋ光刻胶．这种碳膜具有较强的耐刻蚀性能，可以用作微电子器件制造中的掩膜材料．

关键词：等离子体刻蚀非晶碳膜氧等离子体

碳膜刀具干式钻削Al-Si合金的切削性能及其减摩机制

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中国有色金属学报 2006年第9期16卷 1534-1538页

作者：白力静朱晓东肖继明何家文西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

采用非平衡磁控溅射离子镀技术制备碳膜,通过对刀具后刀面磨损曲线、切削力以及所加工孔精度的分析,证明高硬度低摩擦因数碳膜高速钢刀具在干切削条件下钻削铝硅合金时具有良好的切削性能。同时采用OM、SEM、XPS和EDS等方法对切削过程... 详细信息

采用非平衡磁控溅射离子镀技术制备碳膜,通过对刀具后刀面磨损曲线、切削力以及所加工孔精度的分析,证明高硬度低摩擦因数碳膜高速钢刀具在干切削条件下钻削铝硅合金时具有良好的切削性能。同时采用OM、SEM、XPS和EDS等方法对切削过程中碳膜的减摩效应进行探讨,证明碳膜改善刀具抗粘结能力的本质在于碳元素对铝硅合金的润湿性较差,而非在摩擦过程中生成碳转移膜。切削过程中碳膜的热稳定性越好,碳膜刀具的寿命就越长,一旦碳膜破坏,则刀具迅速发生粘结失效。

关键词：碳膜 Al-Si合金干式切削减摩润湿性

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磁控溅射含Ti非晶碳膜的微观结构分析

稀有金属材料与工程 2008年第4期37卷 633-636页

作者：杜军张平何家文北京装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072 西安交通大学陕西西安710049

用磁控溅射方法制备了含Ti4at％，18at％，27at％的非晶碳膜。用XPS分析了含Ti18at％碳膜的碳键结构、化合物组成。结果发现：碳膜的C1s峰在284eV附近，碳膜中sp^2：sp^3=14．6：6．3，sp^2占明显优势，碳键结构以sp^2为主；Ti2p谱的455... 详细信息

用磁控溅射方法制备了含Ti4at％，18at％，27at％的非晶碳膜。用XPS分析了含Ti18at％碳膜的碳键结构、化合物组成。结果发现：碳膜的C1s峰在284eV附近，碳膜中sp^2：sp^3=14．6：6．3，sp^2占明显优势，碳键结构以sp^2为主；Ti2p谱的455．2eV处的峰对应TiC，说明形成了TiC。用XRD对含Ti4at％，18at％，27at％碳膜进行物相分析。结果发现：含Ti18at％和27at％时，都存在TiC（111），TiC（200）和TiC（220）晶向，但27at％的Ti（111）取向更加明显；4at％时，没有发现TiC相。TEM的分析结果证明，含Ti18at％的碳膜在非晶的基体上分布有TiC的颗粒。四点探针法（FPM）测定3种非晶碳膜的电阻率分布在9×10^-5-2×10^-4Ωm之间，随着Ti含量的增加，电阻率减小。可以认定：磁控溅射制备的碳膜是碳键结构以sp^2为主的非晶碳膜，加入一定量Ti后，在非晶的基体上形成Ti化合物的晶体颗粒。

关键词：碳膜碳键结构微观结构非晶

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直流电弧等离子体射流CVD制备多种碳膜

核聚变与等离子体物理 1993年第4期13卷 55-60页

作者：张建平袁定朴翁羽翔徐积仁中国科学院物理研究所

本文报道了在同一直流电弧等离子体射流CVD装置上,采用不同的沉积条件高速合成金刚石、类金刚石、高取向热解石墨以及无定形碳等四种碳膜.经X射线衍射(XRD)、拉曼散射谱(Raman)、扫描电镜(SEM)形貌分析以及显徽硬度测试表明,该方法制得... 详细信息

本文报道了在同一直流电弧等离子体射流CVD装置上,采用不同的沉积条件高速合成金刚石、类金刚石、高取向热解石墨以及无定形碳等四种碳膜.经X射线衍射(XRD)、拉曼散射谱(Raman)、扫描电镜(SEM)形貌分析以及显徽硬度测试表明,该方法制得的金刚石膜和高取向热解石墨膜具有很高的纯度和良好的晶性,类金刚石膜具有独特的形貌和Raman散射特征以及可与金刚石膜比拟的硬度。

关键词：等离子体射流气相沉积碳膜薄膜

前驱体分子结构对聚糠醇基碳膜微结构及气体分离性能的影响

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高等学校化学学报 2007年第6期28卷 1143-1146页

作者：王秀月王同华宋成文曲新春大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室碳素材料研究室大连116012

分别以草酸(OA)和碘(I)两种催化剂合成聚糠醇(PFA)前驱体制备气体分离碳膜.采用TG,FTIR和XRD对其微结构进行研究,并通过纯组分气体的渗透实验对碳膜的分离性能进行了探讨.研究结果表明,在热解过程中,两种结构的聚糠醇都是通过脱氧、重... 详细信息

分别以草酸(OA)和碘(I)两种催化剂合成聚糠醇(PFA)前驱体制备气体分离碳膜.采用TG,FTIR和XRD对其微结构进行研究,并通过纯组分气体的渗透实验对碳膜的分离性能进行了探讨.研究结果表明,在热解过程中,两种结构的聚糠醇都是通过脱氧、重排、环化、芳构化等热分解和热缩聚反应逐渐转化为无定形的乱层碳结构,但热分解反应过程明显不同,所形成碳膜微结构的差异也很大.草酸催化剂制备的聚糠醇碳膜的微晶Lc值比碘催化剂制备碳膜的大,而d(002)和La值则比后者的小,表明草酸催化剂制备的聚糠醇碳膜碳微晶片层数多、排列规则、结构缺陷和孔隙均小于碘催化剂制备的聚糠醇碳膜,而且其气体分离选择性较高、渗透通量较小,表明聚糠醇的分子结构对所制备碳膜的微结构及气体分离性能有很大影响.

关键词：聚糠醇碳膜分子结构气体分离

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钛表面微弧氧化层+碳膜的制备与表征

稀有金属材料与工程 2020年第8期49卷 2875-2879页

作者：杨晓康罗斌莉蔡军双翼翔王快社西安建筑科技大学陕西西安710055 西安赛特思迈钛业有限公司陕西西安710201 生物医用钛合金材料国家地方联合工程研究中心陕西西安710201

为提升钛金属与碳膜的界面结合,增强涂层的防护作用,利用微弧氧化(MAO)技术在钛表面快速简易制备出与基体为冶金结合的多孔层结构,并以此为基体采用离子束复合磁控溅射技术制备碳膜。采用SEM+EDS、AFM分析所制备膜层的微观结构,借助划... 详细信息

为提升钛金属与碳膜的界面结合,增强涂层的防护作用,利用微弧氧化(MAO)技术在钛表面快速简易制备出与基体为冶金结合的多孔层结构,并以此为基体采用离子束复合磁控溅射技术制备碳膜。采用SEM+EDS、AFM分析所制备膜层的微观结构,借助划痕仪、磨损试验机和电化学工作站表征膜层的结合力和性能。结果表明:表层碳膜并不能完全覆盖微弧氧化层的微孔,同时Ti基体表面微弧氧化层可有效增加表层碳膜与Ti基体的结合力;Ti基体/MAO层/碳膜的膜基体系在摩擦磨损过程中,摩擦系数小且波动很小,磨痕宽度最小,表现出最为优异的摩擦学性能;而新设计复合膜层的耐蚀性较传统的Ti基体/Ti打底层/碳膜的膜基体系要差,这与表层碳膜较薄,复合膜层仍呈现出微弧氧化层多孔特征有关,其导致腐蚀介质易于通过微孔而降低耐蚀性。

关键词：钛微弧氧化碳膜结合力性能

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大面积超疏水性纳米结构碳膜的制备与表征

高等学校化学学报 2007年第3期28卷 568-570页

作者：张亚南夏帆王女冯琳清华大学化学系中国科学院化学研究所北京100080

Large-scale carbon films were prepared using a simple pyrolysis method, on which nanostructured loose pores can be found by SEM observation. The as-prepared carbon films are superhydrophobic after the modification of low-surface-energy material fluoroalkylsilane, with the water contact angle of 162.3°±2.1°. XPS measurement indicates that the films were hydrophobilized. It′s considered that nanostructures are important to the superhydrophobicity since air exist beneath water and the contact area between water and carbon film decrease. Such superhysrophobic carbon films can be widely applied in many fields.

关键词：超疏水纳米结构碳膜 X射线光电子能谱

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纳米结构碳膜的横向载流电接触特性研究

机械工程学报 2023年第17期59卷 258-267页

作者：范雪王刚胡泽龙深圳大学机电与控制工程学院深圳518060 深圳大学广东省微纳光机电工程技术重点实验室深圳518060

针对非晶碳膜和石墨烯纳晶碳膜两种不同纳米结构碳膜,通过导电金刚石与碳膜接触在薄膜内部产生横向载流,利用电接触纳米压痕测试研究得到石墨烯纳晶碳膜在力电耦合下具有良好的力学和电学稳定性。电流密度对两种纳米结构碳膜的力学性能... 详细信息

针对非晶碳膜和石墨烯纳晶碳膜两种不同纳米结构碳膜,通过导电金刚石与碳膜接触在薄膜内部产生横向载流,利用电接触纳米压痕测试研究得到石墨烯纳晶碳膜在力电耦合下具有良好的力学和电学稳定性。电流密度对两种纳米结构碳膜的力学性能的影响结果表明:非晶碳膜在电流密度增加时产生结构转变,使其力学性能增加,而石墨烯纳晶碳膜则由于原子密度低,导电性好,在电接触下表现出稳定的力学性能。电接触下的碳膜电学特性研究表明:探针与碳膜接触界面存异质结。随着外加电场强度的增加,两种碳膜的电势势垒呈线性增加;随着载荷增加,材料应变使非晶碳膜电势势垒呈线性增加;而石墨烯纳晶碳膜受应力作用下的能带调制作用较弱,电势势垒稳定,并且由于其扩散电导率较高,在电接触卸载中的电流滞后效应较弱。研究结果为纳米结构碳膜在电接触器件表面的应用提供理论基础。

关键词：碳膜电接触力学特性电学特性纳米结构

金属-有机框架薄膜衍生的CoSe2/N共掺杂碳膜作DSSC对电极

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无机化学学报 2020年第9期36卷 1683-1689页

作者：欧金花胡波年何塞玉韩瑜湖南工学院材料与化学工程学院衡阳421002 大连理工大学建设工程学部大连116024 辽宁省建设科学研究院有限责任公司沈阳110005

针对粉体MOF衍生材料存在制备工艺复杂、薄膜厚度难以控制等问题,我们通过液相外延分步生长法制备了一种金属有机框架薄膜(PIZA-1),然后以其作牺牲模板,在惰性氛围中制备了一种CoSe2和N共掺杂的碳膜(CoSe2/N-CF),并用作DSSC对电极,其具... 详细信息

针对粉体MOF衍生材料存在制备工艺复杂、薄膜厚度难以控制等问题,我们通过液相外延分步生长法制备了一种金属有机框架薄膜(PIZA-1),然后以其作牺牲模板,在惰性氛围中制备了一种CoSe2和N共掺杂的碳膜(CoSe2/N-CF),并用作DSSC对电极,其具有制备简单、粘结力强、厚度可调等优势。系统表征了CoSe2/N-CF形貌特点、结构性质及电化学性能,并深入研究了不同厚度薄膜、CoSe2颗粒大小对DSSC的光伏性能的影响。结果表明,CoSe2/N-CF-15电极具有优异的催化活性,所组装的DSSC获得了8.68%的光电转化效率(PCE),高于相同条件下Pt电极组装电池的PCE(7.97%)。

关键词：染料敏化太阳能电池金属-有机框架薄膜对电极 CoSe2 碳膜