关键词： 脉冲电沉积   双贵金属催化剂   玻碳电极表面修饰   UDMH  

摘要： 目的制备对偏二甲肼具有良好电催化活性响应的复合催化剂。方法运用脉冲电沉积法在玻碳电极上制备了AuPd、AuPt、PdPt催化剂,研究了占空比、上下限电位、脉冲频率、沉积时间等条件的影响,采用扫描电镜、X射线衍射仪表征了其表面形貌和晶体结构,采用电化学循环伏安法研究了催化剂氧还原反应(ORR)活性和对偏二甲肼(UDMH)电催化氧化活性。结果3种催化剂的双金属均已合金化,AuPd催化剂为纳米晶枝状结构,AuPt催化剂为纳米球状结构。当占空比为1∶10,上下限电位分别为0.7、0.3V,沉积频率为10Hz,沉积时间为20min时,AuPd催化剂的ORR活性达到最佳;当占空比为1∶30,上下限电位分别为1.1、‒0.1 V,沉积频率为0.05 Hz时,PdPt催化剂的ORR活性达到最佳;当占空比为1∶10,上下限电位分别为1.3、‒0.2 V,沉积频率为0.5 Hz,沉积时间为10 min时,AuPt催化剂的ORR活性达到最佳。AuPd、AuPt催化剂对UDMH具有明显的电催化响应,AuPd的氧化峰积分高达0.23 mAV/cm^(2),AuPt高达0.25mAV/cm^(2)。结论脉冲电沉积法制备的Au基AuPd、AuPt复合催化剂相较于PdPt催化剂和商业Pt/C催化剂对UDMH有更高的电催化活性。

关键词： 磁控溅射   DLC薄膜   元素掺杂   表面形貌   结合力  

摘要： 为了研究W掺杂对类金刚石薄膜性能的影响,采用非平衡磁控溅射方法,通过改变WC靶功率,在YG6硬质合金基体上制备了5组不同W原子百分数(0%~14%)的含氢类金刚石薄膜(a-C:H:W)。用扫描电镜分析了薄膜的形貌,用拉曼光谱分析了薄膜的微观结构,分别用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损试验仪测试了薄膜的纳米硬度、膜基结合力和摩擦学性能。结果表明,a-C:H:W薄膜表面为丘状颗粒,随着WC靶功率的增加,颗粒尺寸先减小后增加;W掺杂可促进薄膜的石墨化;W原子百分数为4%的薄膜的临界划痕力Lc2值达到78.28 N,磨损率为5.8×10^(-8)mm^(3)/(N·m),摩擦因数为0.09。

关键词： 磁控溅射   DLC薄膜   元素掺杂   表面形貌   结合力  

摘要： 为了研究W掺杂对类金刚石薄膜性能的影响，采用非平衡磁控溅射方法，通过改变WC靶功率，在YG6硬质合金基体上制备了五组不同W原子百分数(0%～14%)的含氢类金刚石薄膜(a-C:H:W)。用扫描电镜分析了薄膜的形貌，用拉曼光谱分析了薄膜的微观结构，分别用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损试验仪测试了薄膜的纳米硬度、膜基结合力和摩擦学性能。结果表明，a-C:H:W薄膜表面为丘状颗粒，随着WC靶功率的增加，颗粒尺寸先减小后增加；W掺杂可促进薄膜的石墨化；W掺杂原子百分数为4%的薄膜的临界划痕力Lc2值达到78.28N，磨损率为5.8×10-8mm3/(N·m)，摩擦因数为0.09。

关键词： DLC薄膜   磁控溅射   腐蚀   摩擦磨损   元素掺杂  

摘要： 目的 为解决316L不锈钢在苛刻海洋环境中易磨损、易腐蚀的问题。方法采用中频磁控溅射在316L不锈钢上沉积了Ta/TaN/TaCN/Ta-DLC薄膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、纳米压痕、往复摩擦磨损试验和电化学测试等方法，重点研究了DLC膜层中Ta元素掺杂含量对薄膜结构、组成成分、力学性能、摩擦学性能和耐腐蚀性能的影响规律。结果随着Ta元素含量从2.04at.%增加到4.16at.%，薄膜中的sp3键含量呈现先增加后减小的趋势，在Ta含量为3.60at.%时，薄膜中sp3键含量最高，且薄膜的硬度及弹性模量达到最大，分别为7.01GPa和157.87GPa。随着Ta元素含量的增加，薄膜的平均摩擦系数逐渐减小，在4.16at.%时达到最小0.21。Ta元素含量对薄膜的结合力影响较小，且所有薄膜结合力总体在10N左右。Ta元素含量为3.60at.%时，薄膜的腐蚀电流密度及钝化电流密度最小分别为0.006μA/cm2和0.63μA/cm2，相比其他薄膜低1至2个数量级，并且其薄膜电阻及电荷转移电阻最大，展现出最为优异的耐腐蚀性能。结论Ta元素的掺杂提高了薄膜的耐摩擦性能，且适当的Ta元素掺杂能够提高Ta/TaN/TaCN/Ta-DLC薄膜的耐磨耐蚀性能。

关键词： 摩擦磨损   DLC薄膜   元素掺杂   磁控溅射  

摘要： 在环境恶劣的海洋中，传统单一的类金刚石薄膜(DLC)已不能满足减摩和耐磨的性能要求，而元素掺杂已成为提升DLC薄膜摩擦学性能的重要方法。为了改善DLC薄膜的性能，采用直流磁控溅射技术在304不锈钢上沉积掺杂MoS2的DLC薄膜，研究DLC薄膜中掺杂MoS2对在大气环境、去离子水及人工海水环境的摩擦学性能的影响。利用SEM、EDS表征该薄膜的表面形貌及元素含量；XPS、Raman等测试手段表征薄膜含有元素的价态及微观结构；此外，通过纳米压痕仪及摩擦试验机测试薄膜的力学性能与摩擦学性能。实验结果表明：薄膜无孔洞及裂纹产生、组织结构均匀致密；薄膜最高硬度约10 GPa，弹性回复率达到56.8%，随着MoS2溅射功率的增加，薄膜的摩擦系数逐渐增加。在三种环境中，DLC-MoS2-40薄膜的摩擦系数及磨损率最低，摩擦系数分别约为304不锈钢的1/7、1/6和1/6，磨损率分别约为304不锈钢的1/10、1/3和1/3。MoS2掺杂类金刚石薄膜可以有效地改善304不锈钢基体的摩擦磨损性能。

关键词： 摩擦磨损   DLC薄膜   元素掺杂   磁控溅射  

摘要： 在环境恶劣的海洋中，传统单一的类金刚石薄膜(DLC)已不能满足减摩和耐磨的性能要求，而元素掺杂已成为提升DLC薄膜摩擦学性能的重要方法。为了改善DLC薄膜的性能，采用直流磁控溅射技术在304不锈钢上沉积掺杂MoS2的DLC薄膜，研究DLC薄膜中掺杂MoS2对在大气环境、去离子水及人工海水环境的摩擦学性能的影响。利用SEM、EDS表征该薄膜的表面形貌及元素含量；XPS、Raman等测试手段表征薄膜含有元素的价态及微观结构；此外，通过纳米压痕仪及摩擦试验机测试薄膜的力学性能与摩擦学性能。实验结果表明：薄膜无孔洞及裂纹产生、组织结构均匀致密；薄膜最高硬度约10 GPa，弹性回复率达到56.8%，随着MoS2溅射功率的增加，薄膜的摩擦系数逐渐增加。在三种环境中，DLC-MoS2-40薄膜的摩擦系数及磨损率最低，摩擦系数分别约为304不锈钢的1/7、1/6和1/6，磨损率分别约为304不锈钢的1/10、1/3和1/3。MoS2掺杂类金刚石薄膜可以有效地改善304不锈钢基体的摩擦磨损性能。

关键词： 法向载荷   位移幅值   DLC薄膜   微动行为   磨损机理  

摘要： 微动磨损是1种极具隐蔽性和危害性的磨损形式,目前一般通过固体薄膜或流体润滑剂来进行防护.类金刚石碳基(diamond-like carbon,DLC)薄膜具有良好的摩擦学性能,因而广泛应用于各种润滑.探索DLC薄膜的微动行为对预防和减轻机械微动损耗至关重要.本文作者通过调控法向载荷和位移幅值,开展了DLC薄膜的微动摩擦试验,探究二者对DLC薄膜微动摩擦行为的影响,并结合各种表征手段研究薄膜损伤情况及磨损机理.结果表明:在微动试验中二者的大小会直接影响微动接触状态;微动磨损在部分滑移区和完全滑移区的磨损机理不同;施加的载荷和位移幅值调控着摩擦界面的氧化程度、碳质转移膜形成及DLC薄膜石墨化程度,从而决定了DLC薄膜的减摩耐磨机理.此工作为DLC薄膜在实际微动工况中的应用提供一定理论依据.

关键词： 摩擦磨损   DLC薄膜   元素掺杂   磁控溅射  

摘要： 在环境恶劣的海洋中,传统单一的类金刚石薄膜(DLC)已不能满足减摩和耐磨的性能要求,而元素掺杂已成为提升DLC薄膜摩擦学性能的重要方法。为了改善DLC薄膜的性能,采用直流磁控溅射技术在304不锈钢上沉积掺杂MoS_(2)的DLC薄膜,研究DLC薄膜中掺杂MoS_(2)对在大气环境、去离子水及人工海水环境的摩擦学性能的影响。利用SEM、EDS表征该薄膜的表面形貌及元素含量;XPS、Raman等测试手段表征薄膜含有元素的价态及微观结构;此外,通过纳米压痕仪及摩擦试验机测试薄膜的力学性能与摩擦学性能。实验结果表明:薄膜无孔洞及裂纹产生、组织结构均匀致密;薄膜最高硬度约10 GPa,弹性回复率达到56.8%,随着MoS_(2)溅射功率的增加,薄膜的摩擦系数逐渐增加。在三种环境中,DLC-MoS_(2)-40薄膜的摩擦系数及磨损率最低,摩擦系数分别约为304不锈钢的1/7、1/6和1/6,磨损率分别约为304不锈钢的1/10、1/3和1/3。MoS_(2)掺杂类金刚石薄膜可以有效地改善304不锈钢基体的摩擦磨损性能。

关键词： 脉冲电沉积   RuO_(2)薄膜   超级电容器   电化学性能  

摘要： RuO_(2)作为一种比较优秀的电极材料,在超级电容器中具有较大应用,但RuO_(2)电容性能受限于颗粒粒径大小以及分散性。为解决RuO_(2)颗粒容易团聚和分散性较差的问题,以RuCl_(3)·nH_(2)O为前驱体,采用新型脉冲电沉积法在泡沫Ni上电沉积RuO_(2)作为超级电容器的电极材料。并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及电化学工作站表征材料的表面微观形貌、物相组成和电化学性能。结果表明:分别电沉积15 min和30 min,RuO_(2)在Ni上生长为一层50 nm和150 nm厚度均匀的薄膜;电化学性能测试表明其内阻较低以及充放电时间较长;电沉积15 min的P15样品在20 mV/s扫描速率下具有576 F/g的比电容,在1 A/g电流密度下具有400 F/g的比电容。因此,脉冲电沉积法制备的RuO_(2)材料具有比较优异的性能,在超级电容器的电极材料制备中具有一定的应用前景。

关键词： 三元乙丙橡胶   DLC薄膜   基体粗糙度   结合力   摩擦学性能  

摘要： 目的探究三元乙丙橡胶(EPDM)表面粗糙度对DLC薄膜和Cr/DLC的微观结构、附着力、摩擦学性能的影响,并阐明Cr中间层对橡胶表面DLC薄膜的作用。方法使用砂纸打磨EPDM橡胶得到不同的表面粗糙度。采用非平衡磁控溅射技术在不同粗糙度的橡胶基体表面沉积无中间层的类金刚石碳基薄膜(DLC)及有Cr中间层的类金刚石碳基薄膜(Cr/DLC)。使用二维轮廓仪获得基体及薄膜的表面粗糙度,通过扫描电子显微镜以及拉曼光谱对薄膜的表面形貌和结构成分进行分析,并采用X切割试验和摩擦磨损试验分别评估DLC薄膜的附着力和摩擦学性能。结果基体表面粗糙度对薄膜的微观结构没有显著影响,但却对薄膜附着力以及摩擦学性能有较大的影响。薄膜附着力随着基体粗糙度的增加呈现先增大后减小的趋势,当基体表面粗糙度为1100 nm时,DLC薄膜具有最强的附着力和最佳的摩擦学性能。此外,Cr中间层的引入对提高薄膜附着力和承载能力起到了积极的作用。结论适当增加基体表面粗糙度可以增强DLC薄膜的附着力,改善薄膜的摩擦学性能。Cr中间层可以提高薄膜的承载能力,从而提高薄膜的耐磨性。