KMS Lanzhou Institute of Chemical Physics，Chinese Academy of Sciences
| NbSe2复合薄膜的制备与润滑-导电性能研究 | |
| Alternative Title | 无 |
| 刘金玉 | |
| Thesis Advisor | 郝俊英 ; 咸春雷 |
| 2018-05-23 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 工程硕士 |
| Department | 固体润滑国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 材料工程 |
| Keyword | NbSe2复合薄膜 过渡层 润滑-导电 摩擦与磨损 NbSe2 composite films Transition layer Lubrication-conduction Friction and wear |
| Abstract | 本论文采用射频磁控溅射技术制备了系列NbSe2基复合薄膜，研究了制备参数(溅射功率和基底偏压)对NbSe2基薄膜组成、结构和性能的影响，并通过引入Ti过渡层和掺杂Ti元素优化了NbSe2基薄膜，探明了薄膜结构与其润滑-导电性能之间的关系规律。主要研究结果如下： 1.通过调节制备参数，可实现NbSe2薄膜结构和成分的调控，最终达到薄膜性能优化的目的。采用适宜的溅射功率(180W左右)，可使NbSe2薄膜出现(101)面择优生长，部分结晶化NbSe2薄膜的电阻率低至0.095Ω•cm。同时致密结构使其在真空环境中的摩擦寿命可达3.8105转，且在大气环境中仍表现出润滑-导电效果；基底偏压的改变会影响NbSe2薄膜的结构和Se/Nb原子比。当基底偏压为-200V时，薄膜中出现(002)面生长且结构致密，虽然其润滑性能相对良好，但薄膜的电学性能却未见提升。继续增加偏压，NbSe2薄膜的各种性能快速失效。 2.沉积厚度适宜的Ti过渡层可显著增强NbSe2薄膜的润滑-导电性能。当Ti过渡层厚度约30nm时，NbSe2薄膜的结构变得致密，薄膜的(002)面择优取向明显，薄膜的膜-基结合强度显著增强，有利于NbSe2薄膜润滑-导电性能的发挥；过厚的Ti过渡层将使NbSe2薄膜的Se/Nb原子比由1.96骤降至0.70，薄膜对应的电阻率由1.74×10-2Ω•cm降至1.27×10-3Ω•cm，薄膜导电性增强，润滑性削弱。 3.掺杂金属Ti对NbSe2薄膜的Se/Nb原子比影响较小，但可改善其导电性和环境敏感性。当Ti掺杂量小于1.1%时，NbSe2薄膜保持原有(002)择优取向，同时金属Ti以非晶态的形式存在于NbSe2薄膜层间结构中，提高了薄膜的致密度。适量带电钛粒子的引入(0.69%)强化了NbSe2薄膜的整体能态密度，使薄膜的电阻率降低至2.61×10-3Ω•cm，薄膜的导电性和环境敏感性均得到了改善。研究结果表明，在一定湿度的环境下，NbSe2-Ti薄膜历经长达3.5×104转的测试后，仍然具有良好的润滑-导电效果。 |
| Other Abstract | 无 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/25287 |
| Collection | 中国科学院兰州化学物理研究所 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 刘金玉. NbSe2复合薄膜的制备与润滑-导电性能研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018. |
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| 201856刘金玉.pdf（5489KB） | 学位论文 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | ||
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