导读:本文包含了类金刚石碳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:金刚石,薄膜,纳米,摩擦,磁控溅射,等离子体,阴极。
类金刚石碳论文文献综述
李安,李霞,王云锋,张广安,万善宏[1]（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[2]（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）
张铭炯,崔明君,王福,鲁志斌,张广安[3]（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）
孔翠翠[4]（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）
孙德恩,董洪铭,Sam,Zhang,张晓民[5]（2018）在《元素掺杂类金刚石碳膜降内应力研究综述》一文中研究指出我国汽车行业与国际同行的差距主要在于发动机关键零部件的摩擦磨损。类金刚石(DLC)碳膜技术是解决发动机关键零部件摩擦磨损问题的有效途径,但传统的DLC碳膜在制备过程中会产生较高的内应力(可达10GPa),从而导致薄膜失效。首先分析了DLC碳膜在汽车零部件领域的应用背景,探讨了薄膜内应力的来源,重点综述了异质元素掺杂降低类金刚石碳膜内应力的研究现状。常用掺杂元素按化学性质可分为碳化物形成元素与非碳化物形成元素,不同于其他分类方法,笔者按掺杂元素的组元多少进行划分,从单元掺杂、二元或多元掺杂入手,系统分析了各种掺杂方式、掺杂元素的优缺点。在此基础上,指出元素掺杂降低类金刚石碳膜内应力的研究从最初的单一元素掺杂,逐步发展到了二元或多元元素掺杂;从碳化物形成元素掺杂、非碳化物形成元素掺杂,逐步发展到碳化物形成元素与非碳化物形成元素的多元共掺杂;所研究的类金刚石碳膜的显微结构也从最初的非晶态结构向多元、多相结构发展,以期获得良好的综合机械性能。(本文来源于《表面技术》期刊2018年06期）
吴行阳,葛宙,阮敬杰,杨义,牛浩之[6]（2018）在《边缘修形织构化N、Si共掺杂类金刚石碳膜在空气中的摩擦磨损性能》一文中研究指出采用激光加工和抛光方法,在镜面抛光的4Cr13不锈钢基板上制备了凸起面积密度分别为35%、44%和58%的边缘未修形和边缘经圆滑修形处理的圆柱凸起织构,并采用溅射和射频化学气相法在织构表面沉积N、Si共掺杂类金刚石碳(N-Si-DLC)膜;采用球-盘式往复摩擦磨损试验机研究了边缘未修形和边缘修形的凸起织构化N-Si-DLC膜与316L不锈钢球在不同相对湿度(RH=15%,45%,75%)空气中的摩擦磨损性能;同时,基于有限元法分析了稳定摩擦阶段静态接触应力的分布情况.结果表明:边缘修形织构化N-Si-DLC膜的摩擦系数和磨损率均显着低于边缘未修形织构化N-Si-DLC膜,边缘修形效果与织构凸起面积密度有关,并影响织构的摩擦磨损性能;凸起面积密度为44%的边缘修形织构化DLC膜的减摩耐磨效果最佳;织构化DLC膜的摩擦磨损性能与织构边缘的最大接触应力密切相关,采用边缘修形可以大幅减小凸起织构边缘的最大接触应力,从而达到减摩耐磨的效果.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2018年05期）
黄雷[7]（2018）在《类金刚石碳基复合薄膜制备工艺及其应用研究》一文中研究指出类金刚石碳基(Diamond-like Carbon,DLC)薄膜拥有众多与金刚石薄膜相似的优异性能如高硬度、低摩擦系数、耐磨损、耐腐蚀、化学性能稳定等,作为表面防护以及固体润滑的新型功能薄膜材料拥有巨大的应用前景。DLC薄膜的实用化始于20世纪80年代中期,但截至目前DLC薄膜仍未在世界范围内得到大规模的应用,主要是其本身存在的膜基结合强度不足、韧性差以及摩擦学性能不稳定等问题,严重制约了其作为功能涂层的耐用性能。因此,如何改变薄膜设计理念,开发新型DLC薄膜,进而改善并提高DLC薄膜的综合性能,对实现DLC薄膜在世界范围内的大规模应用具有重大的现实和社会价值。论文从理论和实际应用角度,设计了以金属掺杂和多层交替的复合薄膜构筑结构来改善DLC薄膜综合力学性能。在此基础上,应用作刀具涂层完成了玻璃纤维增强复合材料的车削加工研究,并探索了一种以DLC薄膜补偿结合精密切削技术的,可同时实现微米和中间尺度零件/结构高精度、高表面质量加工的新型复合制造技术。主要完成了:(1)采用阳极层线性离子源技术制备单层含氢DLC薄膜,对制备原理及薄膜生长机理进行了分析。研究了不同离子源电压(400V～1000V)、脉冲负偏压(-600V～-1400V)和基体温度(50℃～250℃)对薄膜形貌、微观组织结构、膜基结合强度、韧性和耐磨性的影响规律。当离子源电压为1000V,脉冲负偏压为-1400V,基体温度为100℃时,薄膜综合力学性能最佳。(2)采用中频反应磁控溅射技术制备了单层Ti掺杂DLC复合薄膜,对制备原理及薄膜生长机理进行了分析。研究了不同中频电流(2A～6A)、Ar进气流量(40sccm～120sccm)和脉冲负偏压(-400V～-1200V)对薄膜形貌、微观组织结构、膜基结合强度、韧性和耐磨性的影响规律。当中频电流为5A,Ar进气流量为lOOsccm,脉冲负偏压为-800V时,薄膜综合力学性能最佳。(3)采用单层含氢DLC薄膜与单层Ti掺杂DLC薄膜交替沉积、多层构筑的方式完成了DLC多层交替复合薄膜的制备。结合各单层薄膜的生长速率,通过改变调制周期和调制比来控制周期内薄膜厚度值及各个单层的厚度比,从而获得不同的薄膜性能。当调制周期为366nm,调制比为1:1时,DLC多层交替复合薄膜相较于含氢DLC薄膜,膜基结合强度从97N增加至110N,韧性CPRs从2195N~2增加至2980N~2,摩擦系数从0.1降低至0.08左右,磨损率从1.13×10~(-7)mm~3/(m·N)进一步降低至4.82×10~(-8)mm~3/(m·N)。(4)采用无涂层、涂覆单层含氢DLC薄膜和DLC多层交替复合薄膜的YG8硬质合金车刀对无碱类E型玻璃纤维增强复合材料进行了干式车削加工。研究了不同切削深度、进给量以及切削速度对切削加工过程的影响。经过DLC镀膜,刀具的切削寿命得到显着延长。所有刀具在切削玻璃纤维增强复合材料后均呈现磨粒磨损形貌,涂层刀具的磨损除了磨粒磨损外还存在薄膜剥落失效现象。相比于单层无掺杂含氢DLC薄膜,DLC多层交替复合薄膜与刀具的结合强度、耐磨性能明显占优势。从加工表面质量上看,采用涂层刀具加工后,已加工表面的纤维拔出、断裂、弯曲等缺陷明显减少,表面粗糙度值更低。从切削参数选择上看,车削加工玻璃纤维增强复合材料应该选用小的切削深度、低进给量和高切削速度的工艺参数。(5)对以DLC薄膜补偿结合精密切削技术的,可同时实现微米和中间尺度零件/结构高精度、高表面质量加工的新型复合制造技术进行了公差理论研究,包括尺寸公差、精密切削加工工序公差和镀膜膜厚公差;以台阶和槽作为微米和中间尺度复合制造技术验证对象,经过精密切削以及DLC多层复合薄膜精密补偿后,一方面零件的表面硬度从HV775.96增加至HV1016.34,而且表面耐磨性得到极大提高,摩擦系数从0.75降低至0.08,另一方面在尺寸上达到了设计尺寸400μm和700μm的加工制造要求,精度等级达到IT5。(本文来源于《南京理工大学》期刊2018-04-01）
李建伟[8]（2018）在《脉冲等离子体增强化学气相沉积类金刚石碳基薄膜的研究》一文中研究指出本文利用脉冲等离子体增强化学气相沉积方法(Pulse-PECVD)在不同基体上(硅片、316L不锈钢、YG8硬质合金)制备DLC薄膜,并增加了网笼化束缚结构,明显改善了等离子体结构、提高了薄膜的沉积效率。研究采用乙炔为前驱体、氩气为辅助气体,着重探究了工作压强、乙炔流量、工作电压对DLC薄膜微观结构和力学性能的影响;利用原子力显微镜(AFM)、可见激光拉曼光谱仪、纳米压痕仪、轮廓仪等对薄膜的表面形貌、结构、硬度、弹性模量、膜厚以及结合强度进行了相应表征与分析。研究结果表明:在半网笼束缚结构的条件下,薄膜的沉积速率随工作压强和乙炔气体流量的增大而逐渐增大。在乙炔气体流量为60SCCM,氩气流量为20SCCM,工作压强为2Pa时,在硬质合金和不锈钢基体上沉积的DLC薄膜的弹性模量、硬度较高,不锈钢基体上薄膜的硬度和模量分别为16.1GPa和152.8GPa,硬质合金基体上对应17.2GPa和170.6GPa,此时,薄膜具有典型DLC薄膜特征的拉曼峰,拉曼光谱中也体现出最小的ID/IG值,与其力学性能相吻合;薄膜的表面粗糙度、摩擦系数也较小,在不锈钢基体和硬质合金基体上制备的DLC薄膜的摩擦系数分别为0.206和0.209。在全网笼结构条件下,随着工作电压的升高,薄膜的沉积速率、硬度、弹性模量均随之增大,薄膜表面粗糙度和摩擦系数随之减小。在工作电压为3k V时,不锈钢基体上的DLC薄膜的硬度和弹性模量分别达到15.4GPa和141.2GPa,摩擦系数为0.215,硬质合金基体上分别对应15.7GPa和149GPa,摩擦系数为0.218,薄膜的拉曼光谱分析也显示ID/IG最小,与力学性能相一致。对薄膜的膜基结合强度分析可知,在两种基体上沉积的DLC薄膜与基体的结合强度并不是很好,在硬质合金基体和不锈钢基体上制备的DLC薄膜的膜基结合力分别落在24~40N和4~18N区间内,硬质合金基体上薄膜的膜基结合力要普遍优于不锈钢基体的,这同薄膜的残余应力、基体与薄膜的力学性能差异相关。本文通过对PECVD沉积工艺的探索与优化,高效率地制备了机械性能较为优异的DLC薄膜;然而,在降低薄膜内应力和改善薄膜的膜基结合力方面还有待进一步研究,以便能为工业应用提供更好的的支撑和帮助。(本文来源于《辽宁科技大学》期刊2018-03-02）
王德山,胡兵兵,徐汇音,李奇亮,李卫国[9]（2017）在《多轮廓型腔结构件磁控溅射类金刚石碳膜附着机理研究》一文中研究指出多轮廓型腔结构件具有复杂的内腔,普通镀膜方法对工件内腔镀膜过程中存在膜基结合力差、靶材利用率低、薄膜厚度不均匀致密、内腔死角无法镀膜等诸多问题。针对这些问题,研究采用多靶头旋转式柱状磁控溅射靶,在镀膜机的不同位置安装多靶多材,使靶能够自由旋转来实现复杂内腔壁定向镀膜和膜层均匀性的需要;同时采用梯度复合膜结构来改善单一膜层所存在的膜基结合力差、易于从基体上剥离等问题,通过选择合适的基片温度等磁控溅射工艺参数来提高膜与基片界面之间的附着强度,从而实现在多轮廓型腔结构件的复杂内腔壁镀厚度均匀、致密连续的功能性DLC复合薄膜。(本文来源于《精密制造与自动化》期刊2017年04期）
吉田聪,彭惠民[10]（2017）在《类金刚石碳覆膜在动力传动装置上的应用及其课题》一文中研究指出近年来,作为滑动部件的表面性处理工艺,类金刚石碳(DLC)覆膜因具有降低摩擦、抗磨损及抗胶着的功效,已引起广泛关注。目前,作为汽车发动机部件的涂层材料,DLC覆膜被人们迅速推向实用化。着重介绍DLC覆膜在动力传动装置上的应用,以及在应用时有待解决的DLC覆膜定量化技术,在应用于发动机零件上时,应考虑到由于机油中添加摩擦改进剂二烷基二硫代氨基甲酸钼(Mo-DTC),所引起的DLC覆膜的磨损机理。(本文来源于《国外内燃机》期刊2017年05期）
类金刚石碳论文开题报告
（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：
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.
（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。
类金刚石碳论文参考文献
[1].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
[2].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
[3].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
[4].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
[5].孙德恩,董洪铭,Sam,Zhang,张晓民.元素掺杂类金刚石碳膜降内应力研究综述[J].表面技术.2018
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[7].黄雷.类金刚石碳基复合薄膜制备工艺及其应用研究[D].南京理工大学.2018
[8].李建伟.脉冲等离子体增强化学气相沉积类金刚石碳基薄膜的研究[D].辽宁科技大学.2018
[9].王德山,胡兵兵,徐汇音,李奇亮,李卫国.多轮廓型腔结构件磁控溅射类金刚石碳膜附着机理研究[J].精密制造与自动化.2017
[10].吉田聪,彭惠民.类金刚石碳覆膜在动力传动装置上的应用及其课题[J].国外内燃机.2017
论文知识图
