收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

碳膜力学性能表征和改善研究

王永慧  
【摘要】:本论文以改善碳膜力学性能为出发点,利用离子束辅助沉积技术制备了不同金属含量的掺银类金刚石碳膜(Ag-DLC)和掺铜类金刚石碳膜(Cu-DLC);在SiC过渡层上利用化学气相沉积制备厚度在微米量级的金刚石膜。通过研究类金刚石的韧性表征方法及其韧化机理和微米量级厚度的金刚石膜的力学性能的表征方法,探索得到改善硬质碳膜力学性能的机理和方法。然后通过实验进一步对研究的表征方法和机理进行验证。结果表明:(1)提出从能量和应力两个方面对类金刚石薄膜的韧性进行表征的方法,发现结合利用薄膜的冲击韧性和划痕韧性可完整反映薄膜的韧性。得到类金刚石薄膜的韧化是由下面五个机理共同作用的结果:(Ⅰ)制备期间适宜的离子轰击膜层在薄膜内部形成压应力;(Ⅱ)掺杂形成的新“原子簇”粒径变小,晶界和晶界滑移增多,应力集中因数降低;(Ⅲ)韧性相的屈服和韧性相桥接的“韧带”作用; (Ⅳ)同质碳原子的互斥作用降低;(Ⅴ)剪切软金属,缓解应力场。与实验结比对发现,机理Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ起主导作用。(2)探索了微米量级厚度金刚石膜的力学性能的表征方法。利用人造金刚石在垂直方向能承受高载荷的性能,替换为人造金刚石压头在金刚石膜表面施加较高的垂直载荷,压入较大的深度。通过探讨压痕法表征微米量级金刚石膜层的硬度和弹性模量的原理可知利用机架柔度校正后的压入深度和压头的几何形状计算出压痕的面积,进而得到金刚石膜的硬度和弹性模量。通过观察大载荷下,加载曲线上的位移台阶,可以定性的评价出一系列薄膜结合力的相对大小。(3)通过在硬质合金刀具表面制备碳化硅过渡层改善金刚石膜的附着性能,金刚石膜与基体的结合性能与薄膜自身的力学性能有关。通过对其力学性能的表征验证前期研究的表征方法,并找到改善膜基结合力的机理。正交实验的实验结果得到了制备SiC过渡层的最优组合:偏压100V、靶电流10A、乙炔气体流量45sccm,偏压是影响金刚石膜附着性能的主要参数。制备通过观察不同沉积温度下制备的金刚石膜的表面形貌和拉曼光谱,进而推断出SiC过渡层增强膜基结合力的机理。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;力学性能二级人员取证复习参考题(之一)解答[J];理化检验(物理分册);1997年12期
2 ;力学性能二级人员取证复习参考题(之三)解答[J];理化检验(物理分册);1998年04期
3 陈金宝;高温力学性能二级人员取证复习参考题(持久部分之五)解答[J];理化检验(物理分册);2000年02期
4 潘叶金;电弧熔铸的Nb-18Si-5Mo-5Hf-2C复合材料的力学性能[J];中国钼业;2003年03期
5 张美忠,李贺军,李克智;三维编织复合材料的力学性能研究现状[J];材料工程;2004年02期
6 游宇,周新贵;三维编织复合材料的力学性能[J];纤维复合材料;2004年04期
7 罗文波;唐欣;谭江华;赵荣国;;流变材料长期力学性能加速表征的若干进展[J];材料导报;2007年07期
8 严振宇;徐强;朱时珍;刘颖;;Sm_2Zr_2O_7-ZrB_2/SiC复合材料的制备及力学性能研究[J];稀有金属材料与工程;2011年S1期
9 瞿欣;孙汝溦;朱中卫;彭新宇;Ray Rigoletto;;定型聚合物对不同人种头发力学性能的影响[J];日用化学品科学;2012年11期
10 李长林;孙中仁;;关于40CrNiMo钢力学性能问题的讨论[J];大型铸锻件;2013年04期
11 康瑞;;火灾对钢筋力学性能的影响[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2013年03期
12 吕洪;史丽梅;刘传生;李映;;聚对苯二甲酰对苯二胺短纤维在高温下的力学性能[J];合成纤维;2013年08期
13 张怀良;材料的力学性能[J];稀有金属材料与工程;1985年02期
14 王鸣义;王均平;;涤纶后加工过程与成品力学性能[J];金山油化纤;1987年02期
15 杨彦功;含杂、二单含量与腈纶力学性能的关系[J];合成纤维;1988年06期
16 铃木义雄 ,汪立;新型炭的力学性能[J];新型碳材料;1990年02期
17 吴智慧;;木材弯曲胶合件力学性能的测试[J];建筑人造板;1991年01期
18 吴全兴;实用钛合金的力学性能和工程[J];钛工业进展;1994年06期
19 王承忠;材料的力学性能及试验的近期研究动态(提纲)[J];铸锻热;1996年01期
20 俞树荣;材料的力学性能模糊分析[J];甘肃工业大学学报;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈众迎;龙连春;;三维编织复合材料的力学性能研究现状[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
2 陈青;卢嘉德;胡良全;;酚醛树脂结构与高温力学性能相关性的探索研究[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
3 黄玉亭;杨勇新;李平;顾习峰;王明明;;纤维增强复合材料格栅力学性能测试与评估[A];第十八届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2010年
4 张小英;;土壤填埋降解后丝素纤维的微观结构和力学性能[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
5 王玉金;周玉;宋桂明;黄智恒;雷廷权;;钨丝增强钨基复合材料的组织与力学性能[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
6 徐献忠;施力;刘雯雯;刘大全;郭惠丽;库丹;;食品的力学性能与人类咬合过程参量的关系[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
7 罗靓;张佐光;张立功;孙志杰;;复合材料层板预夹杂质对力学性能的影响[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
8 滕雅娣;舒燕;母继荣;李旭日;;辽宁建平产膨润土对甲基乙烯基硅橡胶力学性能的影响[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
9 高丽兰;陈旭;高红;;各向异性导电胶膜的力学性能研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
10 卢国兴;阮冬;;蜂窝铝材料的力学性能研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赖长亮;复合材料格栅结构力学性能分析与制备[D];西北工业大学;2015年
2 朱天彬;镁碳耐火材料组成、结构与力学性能研究[D];武汉科技大学;2015年
3 刘秀;固态高聚物的流变损伤与长期力学性能加速表征[D];湘潭大学;2015年
4 秦利军;三维编织C/C复合材料关键基础力学性能研究[D];中国科学技术大学;2013年
5 任小勇;地质工程用高性能无钴硬质合金的制备、结构及力学性能研究[D];中国地质大学(北京);2016年
6 高岩;多轴向三维机织复合材料细观结构与力学性能研究[D];天津工业大学;2016年
7 竺鑫桥;海胆牙齿ST区纳米结构、力学性能及变形机制的研究[D];浙江大学;2016年
8 段书用;面向车身应用的LGFRP复合材料制备工艺及力学性能研究[D];湖南大学;2016年
9 梁存;粉末热机械固结法制备块体金属材料(钛、铝、铜)的显微结构和力学性能研究[D];上海交通大学;2015年
10 谢娟;针织物传感器双向延伸电—力学性能及肢体动作监测研究[D];东华大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 裴旺;磁控溅射制备V-Al-Ta-N四元涂层结构及其性能研究[D];昆明理工大学;2015年
2 刘磊;抗冲击碳化硅基复合材料的制备与力学性能研究[D];河北联合大学;2014年
3 蔡宝壮;超细晶铜基合金塑性变形机理及力学性能的研究[D];昆明理工大学;2015年
4 关倩倩;持荷受火叠合柱在爆炸冲击波作用下力学性能数值模拟[D];燕山大学;2015年
5 时萌蒙;重组方材两种原材料疏解干燥工艺研究[D];西北农林科技大学;2015年
6 唐伟文;穿山甲鳞片宏-微观力学性能表征及其耐冲击性仿真[D];西南交通大学;2015年
7 鲁婷菊;纤维素增强聚合物复合材料的制备与力学性能研究[D];西南交通大学;2015年
8 尹晓君;含Ca、Sb的Mg-xAl-yZn-zSi合金组织与性能研究[D];陕西理工学院;2015年
9 张雨溪;改性陶瓷粉体对铸造锌铝合金组织及性能影响的研究[D];大连交通大学;2015年
10 刘玲丽;变面循环轧制AZ31镁合金微观组织与力学性能研究[D];南京理工大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 ;热轧带钢力学性能在线监控系统(待续)[N];世界金属导报;2001年
2 王华;大厚度海洋平台用钢的组织和力学性能[N];世界金属导报;2013年
3 余万华;CQE-热轧钢卷的力学性能控制模型[N];世界金属导报;2009年
4 本报记者 朱祝何;技术规范更接“地气”[N];中国质量报;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978