硬质涂层的研究热点及面临问题

硬质涂层的制备及改性是当今涂层领域的研究热点之一,随着科学技术的迅速发展及工业要求的不断提高,对硬质涂层材料、性能及其制备技术则提出了更高的要求。本文主要从硬质涂层制备、组元微结构设计及其强化/退化机理、高性能硬质涂层三方面展开,介绍了硬质涂层领域的一些热点研究方向及其目前存在的问题。主要包括以下内容:发展新的沉积系统和涂层制备新技术,实现一些硬质涂层的低温沉积、低压沉积和高速率沉积,以及亚稳相的制备等;基于对Veprek制备的nc-TmN/a-Si3N4纳米复合涂层结构模型和理论解释的质疑,提出纳米晶/非晶复合涂层的研究重点;对比了氧元素在不同的涂层体系中所扮演的角色及其作用机制;总结了低应力厚硬质涂层的结构设计方法、对应机理及存在问题;归纳了一些高性能硬质涂层所需要具备的性能特点及实现方法,如高韧性、高抗裂纹扩展能力涂层,高热稳定性、抗氧化性涂层,超硬耐磨自润滑硼化物涂层。     

透明导电ZnO∶Al(ZAO)纳米薄膜的性能分析

用直流反应磁控溅射法制备ZAO纳米薄膜 ,对这种薄膜进行了XRD分析 ,并对其光、电性能作了详细的研究。结果表明 :ZAO薄膜的结构为标准的ZnO纤锌矿相 ,没有Al2 O3 相出现 ;其最低电阻率为 4 5× 10 -4Ω·cm、可见光透射率在 80 %以上 ,红外波段的反射率达 70 %以上 ,是优质的透明导电膜     

直流磁控反应溅射制备ZAO薄膜工艺参数的研究

本文对直流磁控反应溅射制备ZAO薄膜的工艺作了具体分析，探讨了沉积温度、氧分压、Al含量和靶基距等对ZAO薄膜的电阻率、可见光区透射率的影响。     

Si含量对电弧离子镀Ti-Al-Si-N薄膜组织结构和力学性能的影响

利用磁过滤电弧离子镀技术在高速钢基体上制备了不同Si含量的Ti-Al-Si-N薄膜,研究了Si含量对薄膜组织结构以及力学性能的影响.结果表明,Ti-Al-Si-N薄膜主要由晶态TiAlN和非晶态的Si₃N₄组成,随着Si含量的增加,XRD衍射峰强度减弱,晶粒尺寸减小;薄膜的显微组织也由明显的柱状晶转变为致密的纳米晶结构.利用纳米硬度仪对薄膜的硬度和弹性模量进行了分析,结果表明,薄膜的硬度和弹性模量有着相似的变化趋势,随着Si含量的增加,两者都先增加,当Si含量达到一定程度时.它们会逐渐稳定在一定范围内,而后又随Si含量的继续增加呈下降趋势.通过划痕测试对薄膜结合强度进行了分析,结果表明,薄膜与基体的结合强度随Si含量的增加先减小而后增加.     

透明导电薄膜在不同衬底上的性能对比研究

为了对比研究不同透明衬底上ZnO:Al(ZAO)薄膜的性能,采用直流反应溅射法制备薄膜,并对其作EDS、XRD和电学测试分析.结果表明:所制备的ZAO薄膜具有典型的ZnO晶体结构;沉积在玻璃基片上的ZAO薄膜,Al,O含量高于沉积在透明聚酯塑料基片上的,而Zn的含量则相反;在两种衬底上获得的ZAO薄膜电阻率分别为4.5×10-4Ω*cm和9.73×10-4Ω*cm,可见光透射率分别达到87.7%和81.5%.由此可见:用直流反应磁控溅射法在不同衬底上都能获得可见光透射率达到80%以上的ZAO薄膜;相比而言,在玻璃衬底上获得的ZAO薄膜电阻率低,而在透明聚酯塑料上沉积的ZAO薄膜透射性好.     

透明导电氧化物ZnO:Al(ZAO)薄膜的研究

用磁控反应溅射法制备了ＺｎＯ：Ａｌ薄膜,研究了薄膜方块电阻空间分布的均匀性及微观形貌,并对ＺｎＯ：Ａｌ薄膜表面各元素的化学状态和深度分布进行了ＸＰＳ和ＡＥＳ分析,同时也讨论了薄膜的光学电学性能。     

ITO薄膜的XPS和AES研究

分别用 ＸＰＳ和 ＡＥＳ分析了ＩＴＯ薄膜真空退火前后各元素化学状态的变化和深度分布情况．研究表明,退火前后Ｓｎ和Ｉｎ处于各自相同的化学状态中．Ｏ以氧充足和氧缺乏两种化合状态存在,其结合能值分别为（５２９．９０±０．３０）ｅＶ和（５３１．４０±０．２０）ｅＶ．氧缺位状态主要分布在薄膜表层各元素在薄膜体内分布均匀而在膜基界面存在金属富集     

碳纤维表面SiO2涂层的制备及其在镁基复合材料中的应用

利用Sol-Gel方法,通过优化溶胶的配置、纤维提拉过程和干燥烧结等工艺过程,在碳纤维表面制备出均匀的、无裂纹的SiO2涂层.采用SEM、XPS和TEM表征了碳纤维表面SiO2涂层的结构、形貌、元素分布以及涂层碳纤维/镁基体的界面结构.结果表明,涂覆SiO2的碳纤维,抗氧化能力提高,拉伸性能略有降低,但与镁基体复合后其拉伸强度降低了20%.SiO2涂层改善了Mg对碳纤维的润湿能力,有效地促进了熔融Mg液对碳纤维的浸渗.     

直流反应溅射制备ZnO：Al透明导电薄膜

本对直流反应溅射法制备ZnO:Al薄膜的工艺作了具体分析，探讨了氧分压、Al含量、溅射功率和靶基距等对ZnO:Al薄膜的电学、光学性能的影响。     

不同解冻温度对冷冻拉面面团品质的影响

将冷冻拉面面团分别在4、25、45℃下解冻,以探究不同解冻温度对冷冻拉面面团及其所制拉面品质的影响。结果表明：随解冻温度的升高,面团硬度增大、弹性减小,面条拉断距离和吸水率降低,各品质指标均趋于恶化。在4℃时各指标更接近鲜面团,25℃其次,但与4℃差异较小,45℃时面团品质最差。但高的解冻温度可明显节约冷冻面团的解冻时间。