碳化物衍生碳的制备与摩擦学性能研究 | |
眭剑 | |
Subtype | 工学博士 |
Thesis Advisor | 吕晋军 |
2010-11-24 | |
Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
Department | 先进润滑与防护材料研究发展中心 |
Degree Discipline | 材料学 |
Keyword | 碳化物衍生碳 高温氯化处理 双组分双层碳膜 摩擦学性能 超疏水 Carbide-derived Carbon High Temperature Chlorination Dual-component And Dual-layer Carbon Film Tribological Performance Super-hydrophobicity |
Abstract | 通过高温氯化处理制备了碳化物衍生碳(CDC)涂层,研究了其组成、结构和生成机理;考察了其摩擦学性能和化学修饰后的疏水性能;探讨了CDC技术在新材料制备方面的应用。研究结果如下: 1. 氯化反应速率和CDC石墨化程度随温度升高而增加。CDC涂层表面疏松多孔,界面呈互锁结构,膜基结合好。 2. 基于CDC技术原理制备了两种CDC衍生物。在高温下、CCl4气氛中,SiC表面氯化刻蚀和化学气相沉积同时进行且相互竞争,最终形成了由CDC和热解碳组成的双组分双层碳膜。在中等温度下,氯化处理TiC0.3N0.7形成的活性C和N原子相互键合生成氮化碳材料;N含量随处理温度升高而降低。 3. 在空气中,CDC的摩擦学性能优异。表面孔洞起到收集磨屑,降低摩擦系数作用。低载下磨屑较少,磨痕表面保留了大量微坑,可视为无序织构;高载下,磨屑填满孔洞,形成疏松的可压缩表面。在水环境中,CDC克服了SiC陶瓷在瞬间缺水或失水情况下润滑失效问题。表面凹槽和微坑使润滑状态从边界润滑转变为混合润滑,进一步提高了润滑性能。通过快速氯化处理(0~3分钟)制备了CDC纳米薄膜,其粘着力和摩擦系数随薄膜厚度增加而降低。 4. 通过高温氯化处理和化学修饰CF3(CF2)5CH2CH2SiCl3薄膜在Ti3SiC2表面构筑了稳定的超疏水CDC涂层。 |
Subject Area | 碳膜的制备与摩擦学 |
Funding Project | 金属基高温润滑材料组 |
Document Type | 学位论文 |
Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/1853 |
Collection | 中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心 |
Recommended Citation GB/T 7714 | 眭剑. 碳化物衍生碳的制备与摩擦学性能研究[D]. 中国科学院研究生院,2010. |
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201077眭剑.pdf(9341KB) | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text |
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