分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 用直流磁控溅射技术在304 不锈钢基体上制备导电非晶碳膜, 重点研究了基体偏压对非晶碳膜微结构、导电性和耐蚀性的影响。结果表明: 与纯不锈钢双极板相比, 经非晶碳膜表面改性的不锈钢表面的导电性和耐蚀性均大幅度提高。当基体偏压为-200 V时在质子交换膜燃料电池组装典型压力(1.5 MPa)下非晶碳膜的sp2含量最高, 使改性不锈钢双极板具有最低的接触电阻(16.65 mΩ·cm2); 在模拟质子交换膜燃料电池工作环境的腐蚀溶液中镀膜后不锈钢板的腐蚀电位显著提高, 腐蚀电流明显下降。尤其在偏压-200 V下薄膜具有最佳的致密性, 腐蚀电位为0.25 V, 腐蚀电流密度为1.22×10-8 A/cm2, 耐蚀性能最佳。
分类： 地球科学 >> 海洋科学 提交时间： 2017-04-10 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 采用线性离子束技术在 PET 基材表面制备类金刚石薄膜，分析薄膜结构、性能随离子束电流的演变规律 并研究了薄膜润湿特性与表面形貌、结构、表面能的作用关系。结果表明:沉积在 PET 表面的类金刚石薄膜具 有典型的非晶碳膜结构特征，随着离子束电流的增大 sp2/sp3 比值由 0.774 增加到 1.622，薄膜表面的石墨化程度 提高;改性后的 PET 材料接触角从 63.51°增大到 103.7°。进一步分析发现，疏水性能的提高归因于材料表面能 的降低，表面石墨化程度的提高和微-纳结构的形成是表面能降低的根本原因。此外，疏水的 PET 材料在 500~ 760 nm可见光范围内具有一定的増透效果，透过率达到88.5%以上。用线性离子束沉积碳膜及刻蚀技术能得 到合适的微观形貌和表面化学结构，可在保持基体材料透明性的同时提高 PET 柔性聚合物材料的疏水性能。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2017-03-31 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 采用磁控溅射技术在硅片(100)和高速钢上制备V-Al-C和V-Al-C-N涂层，利用XRD，XPS，SEM，纳米压痕仪和摩擦磨损试验机 对比分析了涂层的相结构、化学组成、表面形貌、断面结构、力学性能以及不同介质中（大气、去离子水和海水）涂层的摩擦学性能。结果表明：V-Al-C涂层呈柱状晶结构生长，晶粒粗大；N的引入阻碍V-Al-C涂层的柱状晶结构生长，结构致密化，晶粒尺寸减小，形成非晶碳包裹纳米晶的纳米复合结构，使硬度从（14±0.48）GPa增加到（24.5±0.8）GPa，韧性得到相应提高（H/E>0.1）。摩擦试验结果显示：大气干摩擦条件下，V-Al-C涂层摩擦系数为0.70，引入N后V-Al-C-N摩擦系数降为0.42，这主要是由于V-Al-C-N涂层在摩擦过程中生成了具有润滑效果的V2O5，在非晶碳与V2O5耦合润滑作用下，涂层摩擦系数降低了40%；对于同一涂层，在去离子水和海水环境下的摩擦系数较大气干摩擦条件下降低，主要原因为：前者吸附的水分子可形成边界润滑作用。进一步研究表明：海水环境摩擦时，海水中Mg2+、Ca2+生成Mg(OH)2、CaCO3，均可提供进一步润滑效果，摩擦系数最低。在以上三种环境摩擦过程中，30min后V-Al-C涂层均因严重的磨粒磨损已磨穿而失效，且在腐蚀和磨损的协同作用下，海水环境中的磨损率最高。使用N掺杂制备的V-Al-C-N涂层均显示出良好的抗磨损性能，在干摩擦时磨损率为3.0×10-16m3/Nm，在海水中为1.4×10 15m3/Nm。
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