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气体流速对FCVA技术制备nc-ZrC/a-C:H复合膜的影响
  • ISSN号:0476-0301
  • 期刊名称:北京师范大学学报(自然科学版)
  • 时间:2014
  • 页码:609-613
  • 分类:TB383.2[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室,北京师范大学核科学与技术学院,北京市辐射中心
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11710228,10975020)
  • 相关项目:低能离子作用下亚稳态超硬纳米复合结构的形成研究
中文摘要:

采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)技术,室温下通入C2H2在Si(100)与304不锈钢片上制备nc-ZrC/a-C:H复合薄膜.采用XRD、Raman、XPS、SEM-EDS研究了薄膜的成分及微观结构,利用纳米力学探针和摩擦磨损仪测试薄膜的硬度及摩擦磨损性能.主要讨论了不同C2H2气体流速对复合膜成分、结构及其性能的影响,研究结果表明:C2H2气体流速由20mL·min-1增加到70mL·min-1时,薄膜中的C原子分数逐渐升高;气体流速超过70mL·min-1后,C原子分数趋于平稳(约为75%).随着气体流速的增加,薄膜硬度呈现先增后减的趋势,当气体流速为40mL·min-1时(C原子分数约为65%),制备的薄膜综合机械性能达到最佳(硬度41.49GP,摩擦因数0.25).

英文摘要:

Composite zirconium carbide film with excellent mechanical properties was prepared on silicon and stainless steel substrates by filtered cathode vacuum arc (FCVA)technology with C2 H2 gas as precursor under room temperature.Film composition and microstructure were investigated by grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD),X-ray photoelectron spectroscopy (XPS),scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer (SEM-EDS)and Raman spectroscopy.Hardness and tribological properties were characterized by high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM)and conventional mechanical probes.Effects of C2 H2 flow on composition,microstructure and mechanical properties were studied.It was found that film C content increased with increasing C2 H2 flow rate (20-70 sccm;.But C content reached a constant value of 75%when C2 H2 flow rate was> 60 sccm.Film hardness first increased then decreased with increasing C2 H2 flow rate.Nanocomposite films showed the best mechanical quality (hardness 41.49 GPa,friction coefficient 0.25) at a C2 H2 flow rate of 40 sccm (C content was about 65%).

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期刊信息
  • 《北京师范大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:北京师范大学
  • 主编:刘文彪
  • 地址:北京新外大街19号
  • 邮编:100875
  • 邮箱:JBNUNS@bnu.EDU.CN
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:0476-0301
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1991/N
  • 邮发代号:82-406
  • 获奖情况:
  • 1997年全国第二届科技期刊评比一等奖,1999年教育部优秀科技期刊二等奖,1999年首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,英国科学文摘数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10672