非晶碳膜具有一系列優(yōu)異的性能,如高的硬度、低的摩擦系數(shù)、優(yōu)異的耐腐蝕性、良好的生物相容性和絕緣性以及較寬的禁帶寬度,在機(jī)械、光學(xué)、電學(xué)、生物、裝飾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但它的性能受其與基體材料的結(jié)合影響較大,基體材料的熱膨脹系數(shù)及與碳間的成鍵作用決定了薄膜與基體間的結(jié)合力大小,進(jìn)而影響了碳膜的改性作用。一般可以通過(guò)制備過(guò)渡層或梯度層的辦法來(lái)改善非晶碳膜與基體間的結(jié)合力大小。Ta為親碳元素,做過(guò)渡層可以實(shí)現(xiàn)過(guò)渡層與非晶碳膜的良好結(jié)合。同時(shí),采用雙輝等離子合金化技術(shù)在金屬基體表面制備Ta過(guò)渡層,Ta和基體之間為冶金結(jié)合,結(jié)合強(qiáng)度較高。因此,本文通過(guò)雙輝等離子合金化技術(shù)制備并優(yōu)化鉭過(guò)渡層,研究了不同合金化時(shí)間下Ta過(guò)渡層對(duì)非晶碳膜與不同基體（銅、Ti6Al4V合金和304不銹鋼）間的結(jié)合方式、結(jié)合強(qiáng)度及其摩擦學(xué)性能的影響。研究主要結(jié)果如下:（1）對(duì)于銅基體,a-C/Ta/Cu樣品的表面形貌以胞狀為主,隨著Ta合金化時(shí)間的延長(zhǎng),過(guò)渡層厚度的增加,樣品的表面的胞狀突起半徑增加,非晶碳膜與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度逐漸降低,樣品的摩擦系數(shù)逐漸降低,磨損率降低,耐磨性增加。合金化時(shí)間為60 min時(shí),過(guò)... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 非晶碳膜的結(jié)構(gòu)和性能
        1.1.1 非晶碳膜的結(jié)構(gòu)
        1.1.2 非晶碳膜的制備方法
        1.1.3 非晶碳膜的性能與應(yīng)用
    1.2 非晶碳膜的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 改善膜基結(jié)合力方面的研究進(jìn)展
    1.3 雙輝等離子合金化技術(shù)
    1.4 Ta過(guò)渡層的設(shè)計(jì)
    1.5 課題提出
第二章 實(shí)驗(yàn)方法及表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 雙輝等離子合金化設(shè)備
        2.2.2 磁控濺射設(shè)備
    2.3 工藝參數(shù)
        2.3.1 雙輝等離子合金化工藝參數(shù)
        2.3.2 磁控濺射工藝參數(shù)
    2.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        2.4.1 雙輝等離子合金化實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        2.4.2 磁控濺射實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    2.5 表征方法及性能測(cè)試
        2.5.1 結(jié)構(gòu)表征
        2.5.2 性能測(cè)試
第三章 鉭過(guò)渡層對(duì)銅基體表面非晶碳膜的結(jié)合性能和摩擦學(xué)性能的影響
    3.1 形貌及成分分析
    3.2 相結(jié)構(gòu)分析
    3.3 XPS分析
    3.4 Cu基體與非晶碳膜的結(jié)合強(qiáng)度
    3.5 a-C/Ta/Cu的摩擦學(xué)性能
    3.6 本章小結(jié)
第四章 鉭過(guò)渡層對(duì)Ti6Al4V合金基體表面非晶碳膜的結(jié)合性能和摩擦學(xué)性能的影響
    4.1 形貌及成分分析
    4.2 相結(jié)構(gòu)分析
    4.3 Ti6Al4V合金基體與非晶碳膜結(jié)合強(qiáng)度
    4.4 a-C/Ta/Ti6Al4V的摩擦學(xué)性能
    4.5 本章小結(jié)
第五章 鉭過(guò)渡層對(duì)304不銹鋼基體表面非晶碳膜的結(jié)合性能和摩擦學(xué)性能的影響
    5.1 形貌及成分分析
    5.2 相結(jié)構(gòu)分析
    5.3 304 不銹鋼基體與非晶碳膜結(jié)合強(qiáng)度
    5.4 a-C/Ta/304 不銹鋼的摩擦學(xué)性能
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3049344