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碳源入射角对超薄四面体非晶碳膜结构和性能的影响
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作者 党坤 王华 +2 位作者 陈维铅 李玉宏 许世鹏 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1385-1390,共6页
利用45°双弯曲磁过滤阴极真空电弧技术制备超薄四面体非晶碳膜,研究碳源入射角变化对超薄四面体非晶碳膜润湿性、表面能、粗糙度、表面形貌、摩擦系数和微观结构的影响以及它们之间的构效关系。结果表明:碳源入射角从0°增加到... 利用45°双弯曲磁过滤阴极真空电弧技术制备超薄四面体非晶碳膜,研究碳源入射角变化对超薄四面体非晶碳膜润湿性、表面能、粗糙度、表面形貌、摩擦系数和微观结构的影响以及它们之间的构效关系。结果表明:碳源入射角从0°增加到60°,薄膜与水的接触角由77.6°小幅增加到了82.4°,与甘油的接触角由64.7°小幅增加到71.2°,表现出亲水性。薄膜总的表面能由33.9 mJ/m^(2)降低到28.0 mJ/m^(2),薄膜接触角的小幅增大归因于材料表面能的降低和表面粗糙度的增加。同时薄膜平均摩擦系数由0.140增加到0.217。碳的近边结构吸收谱表明,随着碳源入射角从0°增加到60°,薄膜sp;含量没有发生明显变化。 展开更多
关键词 四面体非晶碳膜 碳源入射角 微观结构 润湿性 表面形貌
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含氢四面体非晶碳膜的制备与结构及力学性能 被引量:3
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作者 许世鹏 占发琦 +2 位作者 郑月红 陈维铅 喇培清 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2651-2656,共6页
采用化学气相沉积法制备具有优异力学性能的含氢四面体非晶碳膜有望满足工业应用的要求。通过自主设计的等离子体增强化学气相沉积实验系统制备含氢四面体非晶碳膜,并对其微观结构与力学性能进行研究。随着偏压从-200 V增加到-500 V,薄... 采用化学气相沉积法制备具有优异力学性能的含氢四面体非晶碳膜有望满足工业应用的要求。通过自主设计的等离子体增强化学气相沉积实验系统制备含氢四面体非晶碳膜,并对其微观结构与力学性能进行研究。随着偏压从-200 V增加到-500 V,薄膜硬度和弹性模量先增加后减少,最大达到34.0 GPa和282.0 GPa。压应力随着偏压的变化表现出相同的变化趋势。与传统等离子体增强化学气相沉积方法相比,自主设计的等离子体增强化学气相沉积系统制备的碳膜硬度和弹性模量明显提升,碳膜sp3含量(摩尔分数)超过62.3%,制备出的碳膜具有典型的含氢四面体非晶碳膜特征,而非含氢碳膜,主要是由于水冷射频双螺旋电极与平板电极结合增强了粒子的轰击和离化率,提高了薄膜sp3含量。这为在工业中应用制备高硬度和弹性模量的含氢四面体非晶碳膜提供了可能。 展开更多
关键词 含氢四面体非晶碳膜 力学性能 等离子增强化学气相沉积 微观结构
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基于LabVIEW的碳基薄膜制备自动控制系统开发研究 被引量:2
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作者 安书董 毕鹏 +1 位作者 赵海天 赵玉清 《现代电子技术》 北大核心 2015年第2期111-114,共4页
基于Lab VIEW图形化编程软件和PCI1711多功能卡,设计开发了用于真空等离子镀膜机的自动控制系统,实现了对四面体非晶碳薄膜制备工艺的自动控制。该系统共分为5个模块:镀膜机各设备的电源控制(70路)、模/数转换(32路)、数模转换(32路)、... 基于Lab VIEW图形化编程软件和PCI1711多功能卡,设计开发了用于真空等离子镀膜机的自动控制系统,实现了对四面体非晶碳薄膜制备工艺的自动控制。该系统共分为5个模块:镀膜机各设备的电源控制(70路)、模/数转换(32路)、数模转换(32路)、PWM输出(6路)、机间通信(采用RS 485总线)。对电源的控制通过电磁继电器实现;数/模转换通过开关量输出接口控制D/A转换器予以实现;模数转换通过多路模拟开关芯片进行选通后送到数据采集卡的模拟量输入端予以实现;通过RS 485总线实现对复合真空计、涡轮分子泵、气体质量流量计等的控制与数据获取。实验表明,该控制系统具有对真空度、离子束表面改性、真空磁过滤多弧镀膜的实时监测与控制功能,实现了薄膜制备的计算机控制。 展开更多
关键词 四面体非晶碳薄膜 真空磁过滤多弧 离子束表面改性
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偏压对四面体非晶碳膜结构和性能的影响 被引量:1
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作者 李洪 李玉婷 +4 位作者 林松盛 石倩 郭朝乾 苏一凡 代明江 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期284-292,共9页
目的通过系统研究电弧离子镀偏压对四面体非晶碳膜(ta-C膜)结构及性能的影响规律,阐明偏压对ta-C膜结构及性能的影响机制,为拓展ta-C膜的应用提供一定的理论依据。方法改变电弧离子镀偏压工艺,在硬质合金基体表面沉积ta-C单层膜。采用... 目的通过系统研究电弧离子镀偏压对四面体非晶碳膜(ta-C膜)结构及性能的影响规律,阐明偏压对ta-C膜结构及性能的影响机制,为拓展ta-C膜的应用提供一定的理论依据。方法改变电弧离子镀偏压工艺,在硬质合金基体表面沉积ta-C单层膜。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)表征ta-C膜表面及截面显微形貌,采用Raman光谱和X射线电子能谱(XPS)表征ta-C膜物相结构,利用划痕仪测量ta-C膜结合力,采用应力仪测试ta-C膜残余应力,利用压痕试验及纳米硬度计测量ta-C膜韧性及硬度,采用摩擦磨损试验机测试ta-C膜摩擦磨损性能。结果随着偏压升高,ta-C膜表面大尺寸碳颗粒数量逐渐增加,小尺寸碳颗粒由于反溅射作用,其数量逐渐减少;ta-C膜硬度、sp^(3)键含量及残余应力先升高后降低,偏压为−180 V时达到最大;ta-C膜与基体结合力先增加后降低,偏压为−140 V时达到最大;耐磨性表现为先升高、后下降的趋势,偏压为−140 V时,磨损率最低,达1.39×10^(−7)mm^(3)/(N·m)。结论随着偏压升高,ta-C膜沉积到基体表面入射能量升高,表面大颗粒数量逐渐增多,膜层内残余应力增加,硬度升高,耐磨性增加;但随着偏压的继续升高,膜层表面小尺寸颗粒由于反溅射作用逐渐减少,膜层内石墨化程度增加,ta-C膜耐磨性下降。 展开更多
关键词 四面体非晶碳膜 偏压 电弧离子镀 结构 性能
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