导读:本文包含了碳基薄膜论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:薄膜,金刚石,磁控溅射,摩擦,疏水,离子,液体。
碳基薄膜论文文献综述
孙东,王海新,蒲吉斌,刘金玲,曹娜娜[1]（2019）在《碳基薄膜在航空轴承乏油问题中的应用研究》一文中研究指出目的研究乏油工况下GLC和DLC两种碳膜在航空轴承上的应用。方法通过磁控溅射技术在单晶硅片P(100)、轴承钢样块和轴承套圈表面分别制备了GLC和DLC两种薄膜。利用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱对薄膜的截面和磨痕形貌及结构进行了分析。利用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等对薄膜的力学性能和摩擦学性能进行了研究。利用轴承试验机对镀两种膜的轴承进行了对比研究。结果 GLC和DLC两种碳基薄膜均结构致密,GLC薄膜含有更多的sp2,DLC薄膜含有更多的sp3;两种薄膜硬度分别达到18.2 GPa和22.2 GPa,弹性模量分别达到230.2 GPa和260.8 GPa,干摩擦条件下,薄膜摩擦系数分别低至0.11和0.21。镀膜轴承在运转0～10 h时,温升无明显差异;10～30 h过程中,镀GLC薄膜轴承温升约为40～45℃,而镀DLC薄膜轴承温升约为50～55℃。运转后,轴承滚子上出现转移膜,镀GLC薄膜的轴承磨损比镀DLC薄膜的轴承严重。结论在乏油工况下,DLC薄膜具有更加优异的环境适应性。(本文来源于《表面技术》期刊2019年08期）
谷金翠,张磊,张佳玮,陈涛[2]（2019）在《二维碳基薄膜及其高分子复合材料的构筑和油水分离性能研究进展》一文中研究指出随着环保意识的提高,含油污水的净化已成为一个重要课题.碳基(石墨烯、碳纳米管)薄膜材料,尤其是高分子功能化的碳基薄膜材料为含油废水等环境污染问题的解决提供了有效途径.本文综述了近年来高分子功能化碳基薄膜在污水处理方面的研究进展.根据润湿性和功能不同,将碳基薄膜材料分为超疏水性碳基薄膜材料、超亲水性碳基薄膜材料、Janus结构碳基薄膜材料、智能性碳基薄膜材料和多功能性碳基薄膜材料5个部分.在每部分中,详细讨论了设计策略、制备方法以及润湿性对含油废水分离性能的影响.最后,对高分子功能化碳基薄膜用作含油废水净化的发展前景和面临的挑战进行了综合讨论.(本文来源于《科学通报》期刊2019年22期）
朱小波[3]（2019）在《电化学沉积非晶碳基薄膜及其疏水腐蚀性能》一文中研究指出海洋面积覆盖了地球表面的71%,蕴含着富饶的资源。随着海洋产业的快速发展及其对海洋资源的强烈需求,海洋资源的开发正引起人类的高度重视。然而,海洋环境的腐蚀性很强,各种海工装备、设施在海洋环境中易受到严重腐蚀,因此海洋资源的开发过程必需面对严峻的环境问题。研究表明,特殊的润湿性材料,特别是超疏水材料,基于其表面具有优异的自清洁、抗腐蚀、低粘附等特性,在海洋资源的开发和利用方面具有巨大的潜力,如防腐、防污等。本论文拟开展碳纳米管——纳米晶/非晶碳基薄膜的微/纳结构设计,从而开发构筑出具有优异超疏水、自清洁和耐腐蚀于一体的碳纳米管——纳米晶/非晶碳基复合薄膜材料;并系统地分析碳纳米管——纳米晶/非晶碳基复合薄膜的成分、微/纳表面形貌与其结合强度、润湿性、自清洁能力及耐腐蚀性之间密切关联性。研究结果表明:1.利用电化学沉积技术以甲醇为碳源,通过调节不同的沉积电压(800 V~1600 V)制备纯非晶碳(a-C:H)薄膜。以SEM、XPS、TEM、Raman等实验结果和气相沉积薄膜理论为基础,阐明了a-C:H薄膜生长过程遵循岛状模式生长,其生长机理是伴随有等离子反应的极化-离解-电化学反应过程。薄膜微观结构及表面形貌的协同作用决定着a-C:H薄膜的润湿性能,在沉积电压为1200 V时制备的a-C:H薄膜的水接触角为101.20°,较单纯的硅片表面水接触角提升33.30°;腐蚀电流密度从2.81×10~(-6) A·cm~(-2)降低到2.14×10~(-8) A·cm~(-2),降低2个数量级,表明薄膜耐腐蚀性能有较大提升。2.将金属镍颗粒掺入a-C:H薄膜中,形成新颖的低维碳簇纳米/a-C:H复合薄膜(Ni/a-C:H)。SEM、TEM等测试表明金属纳米Ni颗粒以单质纳米晶的形式镶嵌在非晶碳基薄膜中,借助Ni纳米颗粒的表面效应和小尺寸效应,在有效缓解非晶碳薄膜内应力的同时,在非晶碳薄膜表面构筑了特殊的微/纳米层状结构,赋予了Ni/a-C:H薄膜新颖的超疏水性能及优异的耐腐蚀性能。镍掺杂浓度为0.08 mg/mL时制备的纳米晶/非晶复合Ni/a-C:H薄膜的水接触角和滚动角分别为154.21°和7.96°,具有优异的超疏水性能;且腐蚀电流密度与未掺杂薄膜相比降低约2个数量级,为7.40×10~(-10) A·cm~(-2)。3.将碳纳米管/Ni纳米颗粒共同掺入a-C:H薄膜中,成功地构筑了碳纳米管增强纳米晶/非晶碳基复合薄膜(CNTs/Ni/a-C:H),SEM、TEM等测试表明碳纳米管和金属Ni纳米颗粒镶嵌生长在非晶碳膜中。借助碳纳米管表面含有大量羧基等表面基团及其低表面能的特性,在保持Ni/a-C:H薄膜功能特性的基础上,进一步增强了CNTs/Ni/a-C:H复合薄膜的超疏水性能和耐腐蚀性能,其水接触角高达158.89°,滑动角度为1.99°,同时腐蚀电流密度降低至3.12×10~(-10) A·cm~(-2),低频阻抗模量高达6.84×10~6Ω·cm~2。此外,超疏水CNTs/Ni/a-C:H复合薄膜不仅展现出良好的机械性能,而且具有杰出的自清洁能力,极大地拓展了非晶碳基复合薄膜在海洋装备关健构件表面等领域的潜在应用。(本文来源于《江西理工大学》期刊2019-05-01）
李安,李霞,王云锋,张广安,万善宏[4]（2019）在《厚类金刚石碳基薄膜的制备及摩擦与腐蚀性能的表征》一文中研究指出目的设计多层掺Si交替沉积的厚DLC薄膜,改善SUS304不锈钢的耐磨性与耐蚀性,拓展其使用范围。方法使用等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术,在C_2H_2-SiH_4气氛中,通过Si_x-DLC与Si_y-DLC交替沉积的制备方法,以SUS304不锈钢为基底,制备了厚度为20.0、34.9、41.6μm的叁种不同调制比(1∶5、1∶1、4∶1)的厚类金刚石碳基薄膜。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱、纳米压痕仪、RST3划痕仪,分析了厚DLC薄膜的微观结构与力学性能。利用CSM摩擦磨损试验机评价厚DLC薄膜的摩擦学性能,并用能谱仪对磨斑成分进行分析。利用电化学工作站分析厚DLC薄膜的腐蚀行为,并用扫描电镜观察腐蚀形貌。结果厚DLC薄膜结构致密,强化效果明显,硬度最高达13.8GPa,结合力在21～29N范围内。SUS304不锈钢的摩擦系数在跑和阶段急速升高至0.5,随着滑动次数的增加,呈上升趋势,1 h后,磨损率无法用轮廓仪测量。厚DLC薄膜在低载荷与高载荷下的摩擦系数始终保持在0.05～0.2之间,磨损率低至9.4×10~(-17) mm~3/(N·m)。电化学测试表明,SUS304不锈钢的腐蚀电位为-0.49V,腐蚀电流密度为1.46×10~(-6) A/cm~2。与SUS304不锈钢相比,叁种厚度的DLC薄膜腐蚀电位正移、极化电阻升高,腐蚀电流密度最大可降低3个数量级。结论厚DLC薄膜的应用可以有效降低摩擦磨损,腐蚀倾向相比于不锈钢明显降低,具有良好的耐腐蚀性。(本文来源于《表面技术》期刊2019年04期）
吴刊选,刘增家,郑韶先,张广安,李霞[5]（2019）在《界面调控对类金刚石碳基薄膜/铜摩擦副摩擦学行为的影响》一文中研究指出无氢DLC/金属铜摩擦副体系摩擦系数高且不易调控,调整DLC/金属铜摩擦界面从而降低其摩擦系数是亟待解决的问题.本研究中通过制备含氢与无氢类金刚石碳基薄膜,采用试验分析与模拟计算结合的方法研究了不同氢含量碳基薄膜与铜配副的摩擦学特性并讨论了氢原子在摩擦界面对改善摩擦学性能所起的作用.结果表明:摩擦界面的结构特性对于类金刚石碳基薄膜/铜配副体系摩擦学性能有非常重要的影响,氢原子可以通过减小摩擦副之间的黏着从而起到调节摩擦界面的作用.通过向DLC中掺杂氢等钝化元素可有效调控界面处的相互作用从而调控体系摩擦学性能.本研究方法为降低DLC/铜摩擦副体系摩擦系数提供参考.(本文来源于《摩擦学学报》期刊2019年02期）
任伟[6]（2019）在《镍基涂层/碳基薄膜复合防护体系制备及腐蚀磨损性能》一文中研究指出类金刚石碳基(Diamond like carbon,DLC)薄膜作为兼具高硬度、低摩擦、高耐磨性的固体润滑材料,近年来在学术界和工业领域引起了研究热潮。但是该薄膜内应力大、膜-基结合强度低、摩擦学行为的环境敏感性高仍然是制约其大规模应用的技术难题。本论文利用喷焊和物理气相沉积技术在316L不锈钢基底表面制备镍基涂层(Ni60C)/DLC薄膜(a-C、a-C:H、a-C:Cr)复合防护体系,与直接在316L不锈钢表面制备的叁类DLC薄膜对比分析,评价两种防护体系的力学性能及摩擦学性能。主要结论如下:(1)Ni60C涂层的引入对于叁类薄膜的结构、硬度和弹性模量影响不显着,但是会大幅提升薄膜的膜-基结合强度。这主要归因于Ni60C涂层作为支撑层,其硬度和屈服强度远高于316L不锈钢,热膨胀系数小于316L,提高了DLC薄膜的承载能力,减小了薄膜的内应力。(2)引入Ni60C涂层后,叁类薄膜在大气、5wt.%H_2SO_4溶液和5wt.%NaOH溶液中的耐磨损性能均显着提高,这主要归因于Ni60C涂层作为支撑层,有效抑制了薄膜在摩擦过程中的石墨化进程,减小了在摩擦过程中因摩擦接触应力导致薄膜出现大面积的脱落、失效的几率,提高薄膜耐磨损性能。(3)在大气环境中两种体系的a-C:H薄膜磨损率均最低,a-C:Cr薄膜磨损率最高。这主要归因于在摩擦过程中,a-C:H薄膜在磨痕和磨斑表面均形成了石墨化转移膜,阻隔了摩擦界面的直接接触;a-C:Cr薄膜中的Cr_xC_y等硬质相会在摩擦过程中脱落形成的磨粒,伴随着摩擦形成犁沟,增大摩擦接触界面的粗糙度,形成典型的磨粒磨损,增大了薄膜磨损率。(4)在5wt.%H_2SO_4溶液中两种体系的a-C:H薄膜和a-C:Cr薄膜腐蚀磨损率较低,a-C薄膜腐蚀磨损率最高。分析认为a-C:H薄膜表面会生成钝化膜,阻隔了腐蚀液的渗入;a-C:Cr薄膜中的C_xCr_y相等会堵塞腐蚀通道,减小薄膜的腐蚀磨损率。(5)在5wt.%NaOH溶液中两种体系的a-C:H薄膜和a-C薄膜腐蚀磨损率较低,a-C:Cr薄膜腐蚀磨损率最高。分析认为a-C:Cr薄膜在NaOH溶液中的自腐蚀电位最低,腐蚀电流密度最高,加剧薄膜磨损。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2019-03-14）
张铭炯,崔明君,王福,鲁志斌,张广安[7]（2018）在《SUS304不锈钢管内壁类金刚石碳基薄膜的制备及其腐蚀、摩擦学性能》一文中研究指出金属管内壁常规等离子体化学气相沉积类金刚石碳基(DLC)薄膜的耐腐蚀性能及摩擦学性能差,以空心阴极法等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在SUS304不锈钢管内壁制备了DLC薄膜。采用现代表面分析技术,评价了DLC薄膜的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能和摩擦学性能。结果表明:采用空心阴极PEVCD法制备DLC薄膜,沉积速率高达14μm/h,膜厚为11～14μm,硬度为13～15 GPa; DLC薄膜的腐蚀电流密度比SUS304不锈钢管内壁低3个数量级,且随调制周期数增加呈降低趋势; 720 h盐雾腐蚀DLC薄膜表面未出现蚀坑,SUS304不锈钢管内壁则出现了锈斑; DLC薄膜在空气、去离子水及PAO润滑油中的摩擦系数和磨损率均大幅低于SUS304不锈钢管内壁;采用空心阴极PECVD法在SUS304不锈钢管内壁制备的DLC薄膜具有优异的耐腐蚀性能和摩擦学性能。(本文来源于《材料保护》期刊2018年11期）
钟虹禾,陈友明,郭源君[8]（2018）在《热解温度对离子液体前驱体制备碳基薄膜的影响》一文中研究指出利用离子液体前驱体热解工艺,选取Al_2O_3作为基体制备碳基薄膜,对比了不同热解温度条件下所制碳基薄膜的表面形貌、结构特征以及摩擦学性能,探究了离子液体热解法制备碳基薄膜的最佳热解温度。利用X射线衍射分析仪、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对碳基薄膜的结构和表面形貌进行分析,并考察薄膜的摩擦学性能。结果表明:热解温度对薄膜成分和内应力具有较大影响,薄膜成分和内应力则影响薄膜表面形貌和摩擦学性能,最佳热解温度为1000℃。(本文来源于《化工新型材料》期刊2018年11期）
钟虹禾,陈友明,郭源君[9]（2018）在《蔗糖过渡层对离子液体前驱体制备碳基薄膜的影响》一文中研究指出利用离子液体前驱体热解工艺,选取Al2O3作为基体制备了碳基薄膜,对比了含有蔗糖过渡层的碳基薄膜与不含过渡层的碳基薄膜的表面形貌、结构特征,以及摩擦学性能差异,探究了使用蔗糖制备过渡层的可行性,及蔗糖过渡层对离子液体前驱体制备所得碳基薄膜性能的影响。利用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对碳基薄膜的结构和表面形貌进行了分析,利用划痕仪对不同薄膜间膜基结合力进行了测试,并对薄膜的摩擦学性能进行了考察。结果表明,蔗糖过渡层可有效提高膜基间的结合力。(本文来源于《机械工程师》期刊2018年11期）
孔翠翠[10]（2018）在《钛、铝共掺杂类金刚石碳基薄膜的制备、结构及摩擦学行为研究》一文中研究指出类金刚石碳基(Diamond-like carbon,DLC)薄膜一般由sp~3-C键(金刚石结构)和sp~2-C键(石墨结构)组成,属于亚稳无定形碳材料的一种。具有高硬度、高透过率、耐磨、耐蚀等优异性能,在航空航天、汽车、生物医药方面具有巨大应用前景。但因薄膜制备过程中高能粒子的连续轰击,导致薄膜存在残余应力高、膜/基结合力差、摩擦环境敏感性强等问题,这使其应用受到极大限制。大量文献研究证实,金属掺入类金刚石碳基薄膜中能显着降低内应力。但单一元素的掺杂,很难满足实际应用中复杂、多变、苛刻工况下的强韧、低应力、减摩等综合性能要求,因此,研究和发展高性能的DLC薄膜材料尤为迫切。通过双元金属掺杂,借助不同掺杂金属元素间的特性互补,是解决上述问题的有效途径。本文根据前期课题组理论计算研究,重点开展了Ti、Al共掺杂DLC(Ti/Al-DLC)复合薄膜体系的研究。首先,利用线性离子束成功制备了双元金属Ti/Al掺杂DLC薄膜,并通过改变气源、溅射电流、偏压实现了金属含量(Ti_(0-13.0 at.%),Al_(0-13.6 at.%))的调控。研究表明:随Ti、Al掺杂含量的增加,薄膜内应力和硬度都先下降后增加。当掺入少量金属时(Ti<10.1%、Al<4.8%),薄膜中掺杂的金属主要固溶在非晶碳基质中,键角可凭借其发生扭转,形成释放应力的“枢纽”,导致薄膜内应力降幅高达约71%,而硬度仅损失18.4%;掺杂含量增多时,金属Ti与C反应形成纳米晶碳化物,此时薄膜为纳米晶/非晶复合结构,晶界增多,晶界的扩散或滑移成为残余应力释放的方式,在内应力降低的同时,硬质颗粒相碳化物的存在维持了薄膜的高硬度。但进一步增大金属含量,硬质碳化物晶粒尺寸长大、数量增加,导致sp~3-C含量增加,使薄膜硬度和内应力均增加。为提高Ti/Al-DLC薄膜与不同衬底的适配性,在薄膜和不锈钢衬底间添加Ti、Al过渡层并研究了其对薄膜性能的影响。结果表明:过渡层的添加可有效降低内应力(1.03 GPa降低至0.25 GPa),提高薄膜结合力(从60.5 N增加到67.2 N)。另外,添加过渡层后,划痕周围产生的裂纹数量和面积减少,薄膜表现出优异的承载能力。进一步研究添加过渡层的Ti/Al-DLC薄膜在大气和PAO环境下的摩擦行为。发现:薄膜在两种环境下均呈现出优异的摩擦性能。其中,在大气环境中,接触界面能够形成低剪切力的转移膜,导致薄膜具有较低摩擦系数0.05;在润滑油环境下,薄膜摩擦系数为0.11,磨损率2.68×10~(-17) m~3N~(-1)m~(-1),耐磨性能优于大气环境中(1.56×10~(-16) m~3N~(-1)m~(-1)),这主要归因于对磨球上犁沟的存在,能够储存润滑油,在摩擦过程中产生液压油膜,避免了对磨副间直接接触,从而降低磨损率。最后,基于上述过渡层优化工艺,深入研究了大气环境下掺杂金属的DLC薄膜减摩润滑机理。发现溅射电流为2.5 A(Ti_(10.1 at.%)Al_(4.5 at.%))时,沉积的薄膜具有最低的摩擦系数和磨损率,分别为0.05和1.56×10~(-16) m~3N~(-1)m~(-1)。结构分析显示磨痕表面的石墨化程度高,对偶球磨斑上形成连续致密的转移膜。转移膜厚度约为3μm,且与本征薄膜微结构相比,转移膜发生明显偏析,形成以非晶碳为网络结构包覆大块金属团簇(主要是TiC和Al_2O_3)的特殊双相结构。在摩擦过程中易发生剪切滑移,有助于摩擦过程能量的释放,薄膜表面富集的金属碳化物或氧化物层可以防止O对碳基质的侵入和破坏,大大提高DLC薄膜的抗氧化性能,从而使薄膜获得优异的摩擦性能。(本文来源于《宁波大学》期刊2018-06-25）
碳基薄膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着环保意识的提高,含油污水的净化已成为一个重要课题.碳基(石墨烯、碳纳米管)薄膜材料,尤其是高分子功能化的碳基薄膜材料为含油废水等环境污染问题的解决提供了有效途径.本文综述了近年来高分子功能化碳基薄膜在污水处理方面的研究进展.根据润湿性和功能不同,将碳基薄膜材料分为超疏水性碳基薄膜材料、超亲水性碳基薄膜材料、Janus结构碳基薄膜材料、智能性碳基薄膜材料和多功能性碳基薄膜材料5个部分.在每部分中,详细讨论了设计策略、制备方法以及润湿性对含油废水分离性能的影响.最后,对高分子功能化碳基薄膜用作含油废水净化的发展前景和面临的挑战进行了综合讨论.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
碳基薄膜论文参考文献
[1].孙东,王海新,蒲吉斌,刘金玲,曹娜娜.碳基薄膜在航空轴承乏油问题中的应用研究[J].表面技术.2019
[2].谷金翠,张磊,张佳玮,陈涛.二维碳基薄膜及其高分子复合材料的构筑和油水分离性能研究进展[J].科学通报.2019
[3].朱小波.电化学沉积非晶碳基薄膜及其疏水腐蚀性能[D].江西理工大学.2019
[4].李安,李霞,王云锋,张广安,万善宏.厚类金刚石碳基薄膜的制备及摩擦与腐蚀性能的表征[J].表面技术.2019
[5].吴刊选,刘增家,郑韶先,张广安,李霞.界面调控对类金刚石碳基薄膜/铜摩擦副摩擦学行为的影响[J].摩擦学学报.2019
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[7].张铭炯,崔明君,王福,鲁志斌,张广安.SUS304不锈钢管内壁类金刚石碳基薄膜的制备及其腐蚀、摩擦学性能[J].材料保护.2018
[8].钟虹禾,陈友明,郭源君.热解温度对离子液体前驱体制备碳基薄膜的影响[J].化工新型材料.2018
[9].钟虹禾,陈友明,郭源君.蔗糖过渡层对离子液体前驱体制备碳基薄膜的影响[J].机械工程师.2018
[10].孔翠翠.钛、铝共掺杂类金刚石碳基薄膜的制备、结构及摩擦学行为研究[D].宁波大学.2018
论文知识图
