一、陶瓷薄膜的气相制备及热力学应用（论文文献综述）
傅志昂[1]（2021）在《辐射法制备有机-无机杂化纳米粒子及其在高分子材料中的应用研究》文中进行了进一步梳理聚合物基纳米复合材料是由聚合物和无机纳米粒子复合而成的材料体系。纳米复合材料通常具有各组分性能的协同效果。然而大部分无机纳米粒子与聚合物间相容性较差,仅通过简单物理复合难以实现纳米粒子的均匀分散。在无机纳米粒子表面修饰有机组分制备有机-无机纳米杂化粒子是提高组分间相亲性的有效策略。将有机组分通过传统化学手段接枝在纳米粒子表面可以制备有机无机纳米杂化粒子,但面临着明显问题:一方面,此方法要求有机组分与纳米粒子上有可相互反应的基团;另一方面,现有修饰方法所接枝分子的分子量较低,纳米复合材料制备受限。因此,通过简单高效的方法在纳米粒子表面修饰高含量以及高分子量的有机组分具有重要的学术和工业价值。辐射接枝技术是在温和的条件下实现聚合物基体与纳米粒子的共价结合的重要方法。本论文以纳米二氧化硅（SiO2）与纳米钛酸钡（BT）表面的聚偏氟乙烯（PVDF）改性为研究对象,创新性地提出利用伽马射线共辐射接枝技术,在室温真空氛围中制备有机-无机杂化纳米粒子的策略;并通过替换纳米粒子核,探索了辐射接枝制备杂化纳米粒子的普适性;随后通过杂化纳米粒子与PVDF聚合物基体的共混,探究了不同表面改性对纳米粒子分散性以及纳米复合材料结构与性能的影响;最后将所合成的杂化纳米粒子直接进行熔融加工,制备形成高固体含量的功能纳米复合材料。论文的具体研究内容如下:（1）SiO2辐射接枝PVDF的制备通过辐射接枝的方法成功地制备了PVDF接枝的SiO2（F-SiO2）。系统研究了合成F-SiO2的化学结构、热稳定性能及结晶行为等,初步探讨了不同反应物投料比与不同吸收剂量对F-SiO2结构与性能的影响。结果表明,PVDF成功接枝并包覆至SiO2表面,其接枝含量随PVDF投料比及吸收剂量的增加而提高,但过高的吸收剂量会导致PVDF发生降解。（2）辐射法制备SiO2杂化纳米粒子与PVDF复合材料结构与性能研究通过熔融加工将不同表面修饰的SiO2与PVDF进行共混,并改变了纳米粒子在PVDF基体中的添加量,从而研究不同表面修饰SiO2在基体中的分散性及其与基体间的相互作用。结果表明,辐射法制备的F-SiO2能够均一分散在PVDF基体中,并能提高复合材料的机械性能,且随着含量的提高,材料的机械性能提高。（3）BT辐射接枝PVDF的制备通过水热合成的方法合成了纳米尺度的钛酸钡（BT）颗粒,运用与制备F-SiO2相似的辐射接枝方法,成功在BT表面修饰了PVDF长链,构筑了杂化纳米粒子F-BT。结果表明,BT表面PVDF的接枝含量可以根据反应条件进行调控,随着BT表面双键含量、PVDF的投料比以及辐射吸收剂量的提高,PVDF的接枝含量显着提升。（4）辐射法制备BT杂化纳米粒子与PVDF复合材料的结构与性能研究通过熔融加工,将不同表面改性的BT纳米介电陶瓷粒子与PVDF进行共混,制备了具有良好机械性的多功能介电纳米复合材料,并探究了不同表面修饰BT对纳米复合材料结构、机械以及介电性能的影响。研究结果发现,仅有辐射法制备的F-BT能够均匀分散在PVDF基体中,提高复合材料的机械与介电性能,且随着填充含量与PVDF接枝含量的提高,材料性能显着提高。（5）熔融加工制备F-BT杂化纳米粒子柔性介电陶瓷将具有不同表面PVDF接枝含量的F-BT杂化纳米粒子直接进行熔融加工,制备了高BT含量的高介电柔性F-BT陶瓷薄膜。研究发现,F-BT陶瓷薄膜具有良好的介电与机械性能,且随着F-BT表面PVDF接枝含量提高,纳米粒子表面PVDF链缠结程度提升并形成致密网络,F-BT薄膜柔性增强。
史文博[2]（2021）在《磁控溅射WB2/Cr多层薄膜的结构与性能研究》文中提出自从通过磁控溅射技术首次制备成功后,AlB2型WB2薄膜具有高硬度、高化学性稳定性、高耐磨损能力以及自润滑性等都表明其是一种极具潜力的新型薄膜材料,但硼化物薄膜典型的脆性较大以及膜基结合强度较差的特性,是阻碍AlB2型WB2薄膜得到广泛应用的核心问题。本论文采用磁控溅射沉积技术,在不同的基底上分别制备Cr-WB2薄膜、（Cr,N）-WB2薄膜以及WB2/Cr多层膜,系统研究了掺杂量、调制比以及调制周期数对WB2薄膜的结构、成分、力学性能等的影响规律,并重点关注薄膜硬度和断裂韧性之间的变化关系,以及两者强化薄膜结合强度和耐磨损能力的效果。在对Cr-WB2薄膜的研究中发现,随着Cr掺杂量的增加,AlB2型WB2薄膜的（101）择优取向未发生变化,薄膜中的晶粒尺寸减小,同时伴随出现结晶度变差的情况;少量Cr的加入起到固溶强化的作用,使薄膜中硬度达到最大至30 GPa,此时对应薄膜的残余应力最大,为701 MPa的压应力;断裂韧性随着Cr掺杂量的增大而增大,在Cr的含量最大时达到最大值,为1.21 MPa·m1/2;结合强度在硬度最大时达到最大值,为23 N;薄膜的摩擦因数与磨损率同时在Cr靶电流为0.2 A时最小,分别为0.32和4.4×10-7 mm3/mN,此时对应Cr-WB2薄膜具有最优性能的Cr含量为5.1 at.%。在对（Cr,N）-WB2薄膜的研究中发现,在薄膜中W、Cr和B含量一定时,随着N2分压的增加,N的成分比例先升高后趋于稳定,最大掺杂量约为30%;晶粒尺寸先变小后呈非晶态;薄膜中h-BN相含量逐渐增加,CrB2和WB2相逐渐减少;薄膜硬度随着N2分压增大而逐渐降低后变化不大;断裂韧性则在N2气压为0.02 Pa时达到最大值,为3.93 MPa·m1/2,随后逐渐减低;残余应力均为压应力而且逐渐增大;结合强度在断裂韧性最大时达到最大,为30N;薄膜的耐磨损能力受多个因素影响,在不低的硬度、较高的残余应力和结合强度时,磨损率最小,为 3.67×10-6mm3t/Nm。在对不同调制比制备WB2/Cr多层薄膜的研究中发现,当调制周期数固定为10,调制比增大时,薄膜中Cr的比例逐渐减小,Cr的（110）衍射峰强度逐渐降低;残余应力得到有效释放,但是不同调制比之间差别不大;薄膜的硬度和断裂韧性呈相反的变化关系,与Cr的比例直接相关,其最大值分别为31 GPa和1.264 MPa·m1/2;当调制比为7时,结合强度最高,为37N;薄膜在调制比为7时磨损率最低,磨损率最小值为2.06×10-7mm3/Nm,这是硬度和断裂韧性达到平衡的结果。在对不同周期数制备WB2/Cr多层膜的研究中发现,当调制比固定为7,调制周期数逐渐增大时,薄膜中晶粒尺寸逐渐减小,最后薄膜呈非晶态;残余应力随周期数的增大而逐渐减小;硬度和断裂韧性呈相似的变化趋势,先增大后减小,其最大值分别为34GPa和1.246MPa.m1/2;结合强度先增大后减小,在调制周期数为30时最大,为67 N;当薄膜的调制周期数为30时,薄膜实现了硬且韧的目标,同时结合强度最大,磨损率为1.78×10-7 mm3/Nm,因而具有最优秀的耐磨损能力。
张朝阳[3]（2020）在《叠层陶瓷薄膜高温应变传感器关键结构研制》文中指出高温应变传感器是监测高温环境中被测试件应变的微型传感器。目前可用的高温薄膜应变传感器多数采用金属材料作为敏感材料,这极大地限制了传感器的应用温度。因此,本文采用耐高温性能更好的陶瓷材料作为敏感材料,探究了适用更高温度的叠层陶瓷高温薄膜应变传感器中敏感层和绝缘层的制备工艺,并通过仿真分析优化了薄膜应变传感器的结构参数。（1）研究了ITO薄膜溅射参数中的氮分压和热处理温度对薄膜性能的影响。采用磁控溅射技术在氧化铝陶瓷基底上制备了ITO薄膜,在控制其它溅射参数不变的情况下,探究了溅射气氛中氮分压对薄膜溅射速率、表面形貌、物相结构和电性能的影响规律。溅射后的薄膜需要通过热处理工艺改善薄膜性能,探究了热处理温度对薄膜表面形貌、物相结构和电性能的影响规律。最终确定ITO薄膜的溅射氮分压为20%,热处理工艺为在大气氛围中以5℃/min的升温速率从室温升温至1000℃,保温2h后随炉冷却。结果表明,上述工艺条件制备的ITO薄膜的电阻率为2.04×10-1Ω·cm,TCR为-773ppm/℃。（2）探索了多种叠层绝缘薄膜的制备方法及其高温性能。配置了氧化铝溶胶和氧化铝混合液作为绝缘材料,采用电射流沉积技术在硅基底上制备了氧化铝混合液绝缘薄膜和氧化铝混合液/溶胶复合绝缘薄膜,采用液气相交替沉积法制备了氧化铝混合液/氮化硅复合绝缘薄膜。测试了绝缘膜在50-1200℃温度范围内的绝缘电阻值,结果表明氧化铝混合液绝缘薄膜、氧化铝混合液/溶胶复合绝缘薄膜和氧化铝混合液/氮化硅复合绝缘薄膜在1200℃时的电阻值分别为38KΩ、93 KΩ和54KΩ。采用扫描电子显微镜（SEM）观察了氧化铝混合液绝缘薄膜和氧化铝混合液/溶胶复合绝缘薄膜的表面形貌,结果显示复合绝缘薄膜具有更紧密平滑的表面。证明复合绝缘薄膜可以有效改善表面形貌,提高高温绝缘性能。（3）探究了基于优化应变传感器热应力和应变传递误差的结构参数。根据应变传感器的设计准则设计了不同结构参数的应变传感器,建立了应变传感器在高温环境中受热应力作用和室温下受拉力载荷作用的仿真模型,采用正交试验法分析了绝缘层厚度、敏感层厚度、保护层厚度和敏感栅结构对应变传感器各层主应力、各层间切应力和应变传递误差的影响关系,得出优化后的应变传感器结构参数为:绝缘层厚度10μm、敏感层厚度0.25μm、保护层厚度10μm的四栅丝敏感栅结构薄膜应变传感器,最终制备出ITO敏感栅。
闫丹[4]（2020）在《磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征》文中认为本论文采用磁控溅射制备得到混合相Er2O3（M-Er2O3）以及纯立方相Er2O3（C-Er2O3）、Er2O3/Er复合膜以及SiC颗粒掺杂的Al2O3复合薄膜,利用共焦显微拉曼光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散能谱仪以及纳米力学探针等表征手段,讨论了相结构对Er2O3的光学、热学、力学性能的影响,以及Er中间层对钢基Er2O3薄膜、SiC掺杂对Al2O3薄膜的结构和性能的影响。取得的主要结果如下:1)使用六种不同波长的激光对M-Er2O3和C-Er2O3的拉曼谱以及荧光谱进行了表征,结合群论理论、XRD测试结果、不同激光激发样品产生的光谱、以及已报道的其它具有相同晶体结构的稀土氧化物的拉曼谱,识别并归属了B-Er2O3的17个一次振动模。2)通过比较、分析M-Er2O3和C-Er2O3的荧光光谱,发现B-Er2O3与C-Er2O3的可见光范围荧光光谱存在明显不同,提出一种基于室温荧光光谱对掺Er的稀土氧化物进行快速相识别的方法。3)基于变功率荧光光谱,讨论了 532nm激光激发下Er2O3的发光机制以及Er2O3的相结构对发光机制的影响,并从温度敏感的超敏跃迁绿光与普通绿光强度比值,得到相结构与晶粒尺寸与薄膜热导率之间的关系。4)基于变温拉曼光谱,使用薄膜/各向同性衬底双层系统热传导方程解析求得各向同性钢衬底上C-Er2O3纳米晶薄膜热导率;同时使用薄膜/各向异性衬底双层系统热传导方程与边界条件,结合COMSOLMultiphysics（?）数值优化求解,给出了一种各向异性衬底上薄膜材料的热导率的测量方法。5)澄清Er中间层对钢基Er2O3薄膜微结构、纳米硬度和弹性模量以及电学性能的影响,提出Er中间层可有效避免金属衬底在后续氧化物薄膜制备中的氧化,以及阻碍或延缓氧化物与衬底之间的互扩散,因此对金属基氧化物膜的热稳定性非常关键。6)SiC的掺入明显降低了Al2O3-xSiC复合薄膜的表面粗糙度,细化了Al2O3基质的晶粒,改善了Al2O3的高温完整性。由于SiC带隙相对Al2O3更窄,其掺入恶化了复合薄膜绝缘性,但掺入量为3.4at%的样品依旧满足核聚变反应堆包层涂层的绝缘性要求。900℃退火促进了 SiC颗粒晶化,当SiC掺入浓度为3.4at%时,900℃退火后的复合薄膜硬度和弹性模量分别提升62%和25%;但当SiC掺入浓度高于14at%时,复合薄膜纳米力学性能明显下降。
叶恩[5]（2020）在《镁合金表面Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的制备与性能研究》文中提出由于镁合金具有密度低、比强度高、生物兼容性好以及电磁屏蔽性能优良等特点,因此在航空航天、汽车工业以及生物材料等领域发挥着越来越重要的作用。但由于镁合金耐腐蚀性与耐摩擦性较差,限制了其进一步的应用。为了解决镁合金的上述问题,人们研发了多种多样的表面改性技术,例如电镀、化学镀、化学转化、阳极氧化、微弧氧化以及物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）等技术。其中,磁控溅射是物理气相沉积技术之一,具有绿色环保、自动化程度高以及沉积的薄膜组织细密等特点而广受人们的关注。本论文旨在利用磁控溅射法,在镁合金表面制备具有良好耐腐蚀性能与耐摩擦性能的薄膜。本论文采用磁控溅射法首先在AZ91D镁合金表面分别制备了Al薄膜与Si-Cr-Ni-N薄膜,并研究了刻蚀负偏压、N2/Ar分压比等工艺参数对这两种薄膜组织与性能的影响规律,然后利用得到的最优工艺参数制备了Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜,通过SEM、XRD、显微硬度和腐蚀电化学方法等手段研究了其形貌、物相组成、硬度以及耐腐蚀性能。主要研究结果如下:（1）氩（Ar）离子刻蚀对Al薄膜的致密性与耐腐蚀性能具有显着影响。Al薄膜经氩离子刻蚀后,可使薄膜表面颗粒变得更加细小。其中,当刻蚀负偏压为600V时,试样的电化学交流阻抗弧最大,自腐蚀电位最高,自腐蚀电流密度最低,达到0.1μA·cm-2,拥有最好的耐腐蚀性能。（2）N2/Ar分压比与负偏压对Si-Cr-Ni-N薄膜的表面形貌和显微硬度有着明显的影响,但是对耐腐蚀性能影响较小。当N2/Ar分压比为20:40时,薄膜表面最均匀,颗粒物最少,同时硬度最高,达472HV;当负偏压为-120V时,试样的硬度最高,达523HV。（3）Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜具有良好的耐摩擦性能,但由于存在贯穿性孔隙,会在局部产生严重点蚀,导致自腐蚀电流密度较大,即Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的I corr大于基材AZ91D的I corr。因此,后续工作有必要进一步开展封孔处理研究,从而提高膜层的耐腐蚀性能。研究结果表明,通过合理的膜层设计、优化薄膜的沉积参数和引入氩离子刻蚀可在镁合金表面获得具有良好耐腐蚀性能与耐摩擦性能的薄膜。
王桂芸[6]（2020）在《SOFC中Ce0.9Gd0.1O2-δ层致密化和薄膜化的研究》文中认为固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种把燃料本身的化学能直接转换为电能的电化学装置,可以直接使用碳氢燃料作为燃料,能源需求多样化,且排放出的有害气体极少,是目前最有发展前景的发电技术。钙钛矿型材料La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（LSCF）是SOFC常用的阴极材料,但在SOFC长期运行过程中阴极LSCF会发生Sr元素的迁移现象,Sr元素迁移至氧化钇稳定氧化锆氧（YSZ）电解质界面与YSZ发生化学反应,生成低导电相的Sr-Zr-O化合物,降低SOFC的性能与稳定性。氧化钆掺杂氧化铈（GDC）常用作隔离层置于YSZ电解质与阴极LSCF之间来阻挡LSCF中Sr元素的扩散。但GDC隔层很难烧结致密,而多孔的GDC隔层并不能有效抑制阴极LSCF中Sr元素的扩散。所以,GDC隔层的致密化是改善SOFC长期稳定性的重要因素。掺加烧结助剂可以使GDC在较低的烧结温度下获得高的致密度。目前关于掺加助烧剂的GDC的研究主要关注其电导率与电池的初始性能,而掺钴GDC隔层对SOFC长期稳定性的影响还未有明确说法。针对以上问题,本论文采用2 mol%Co O作助烧剂,研究了掺钴GDC隔层在1150℃、1200℃、1250℃和1350℃不同烧结温度的微观形貌及四个温度烧结的掺钴GDC隔层电池的性能。随着烧结温度的升高,掺钴GDC隔层致密度逐渐提高,当烧结温度高于1250℃时,掺钴GDC隔层内部只存在封闭孔。四个电池初始时的最大功率密度分别为533,526,569和512 m W·cm-2,电池运行100h后,最大功率密度分别为477、474、539和503 m W·cm-2。说明掺钴GDC隔层烧结温度高于1150℃后,Co-GDC的致密度对电池初始性能的影响并不显着,但随着Co-GDC隔层致密度的提高,电池稳定性逐渐增加。通过SEM-EDS发现,当烧结温度低于1200℃时,掺钴GDC隔层存在连通孔,YSZ/Co-GDC界面出现Sr元素聚集现象,阴极Sr元素的迁移是电池性能衰减的主要原因。当烧结温度高于1250℃时,掺钴GDC隔层能够有效抑制阴极Sr元素的迁移,电池有良好的稳定性。但当掺钴GDC隔层烧结温度为1350℃时,YSZ中的Zr4+扩散进Co-GDC隔层形成低导电相YSZ-GDC固溶体,虽然此时电池有良好的稳定性但电池性能较低。从而确定Co-GDC隔层的最佳烧结温度为1250℃。对烧结温度为1250℃的掺钴GDC隔层电池进行长期稳定性研究,并与纯GDC隔层电池的性能进行比较。掺钴GDC隔层与纯GDC隔层电池的初始性能分别是512和480 m W·cm-2。掺钴GDC隔层电池运行500h后,最大功率密度仅减小4 m W·cm-2,纯GDC隔层电池运行400h最大功率密度衰减52 m W·cm-2。说明掺钴GDC隔层能够有效改善电池的长期稳定性。从电池电化学阻抗谱发现,掺钴GDC隔层电池的欧姆电阻随电池运行逐渐减小,而纯GDC隔层电池的欧姆电阻逐渐增大,两个电池的极化电阻随电池运行均有增大趋势。说明掺钴GDC与纯GDC隔层电池稳定性的差异主要由电池运行过程中欧姆电阻变化趋势的不同决定。通过SEM-EDS分析发现,掺钴GDC隔层在1250℃烧结后,晶粒表面有粒径10nm左右的纳米颗粒出现,阴极LSCF烧结后,纳米颗粒长大至20～30nm,随着电池放电时间的增加,纳米颗粒的数量逐渐增多,粒径逐渐长大,当电池运行500h后,纳米颗粒粒径为50nm,且纳米颗粒的主要组成为Ce和Gd,Ce/Gd的原子比与非纳米颗粒区相比未发生明显偏析。当掺钴GDC隔层电池未放电条件下煅烧500h后,晶粒表面的纳米颗粒并未发生与放电条件下相同的现象。而纯GDC隔层烧结和电池放电后,晶粒表面均无纳米颗粒生成。说明钴的存在是掺钴GDC晶粒表面纳米颗粒生成的主要原因,且电池放电会促进纳米颗粒的长大,从而使得掺钴GDC隔层与阴极LSCF的接触越来越紧密,所以电池的欧姆电阻随电池运行逐渐减小,电池有良好的稳定性。GDC层还可以作电解质来降低SOFC的运行温度,但GDC是混合离子电子导体,存在电子电导,导致电池OCV较低,采用浸渍法能够进一步改善GDC薄膜的致密度,从而提高电池的OCV。电池结构为Ni-GDC/GDC/LSCF-GDC的阳极支撑电池在650℃的OCV达到0.764～0.798V,GDC厚度约为40～70μm。电池650℃的最大功率密度为171 m W·cm-2,电池运行180h电压仅衰减0.006V,稳定性良好。Co-GDC/LSCF-GDC界面同样发现纳米颗粒的存在,同时,阳极Ni-GDC中的GDC颗粒上也观测到纳米颗粒的存在,其组成是Ce、Gd和Ni,Ce/Gd的比例与非纳米颗粒区差异较小,而纳米颗粒区Ni的含量是非纳米颗粒区的两倍,表明Ni O与Co O有相同的作用,都可以诱导GDC晶粒表面纳米颗粒的析出,说明Co O促进GDC晶粒表面纳米颗粒的生成并不是偶然现象。为降低SOFC的欧姆电阻,论文第五章采用了电解质薄膜化的工艺,YSZ电解质的厚度约为4～5μm,达到完全致密化。并采用水热法制备了厚度为1μm左右的GDC隔层,在烧结温度为1150℃时能够达到完全致密化,在750℃和700℃的OCV分别是1.04和1.05V,最大功率密度分别是293和247 m W·cm-2,欧姆电阻分别为0.238和0.281Ω·cm2。相较于丝印法制备的GDC隔层电池,水热法能够制备的GDC隔层更薄,从而降低了电池的欧姆电阻,通过改善水热法制备GDC隔层的工艺可以进一步提高电池性能。综上所述,GDC隔层中掺加助烧剂Co O,能够在较低温度下达到较高的致密度。掺钴GDC隔层能够改善隔层与阴极处三相界面活性,降低电池欧姆电阻,提高电池的长期稳定性。水热法能够制备微米级的GDC隔层,且相对于磁控溅射和激光脉冲沉积等方法成本更低,适合SOFC的商业化生产。致密的GDC薄膜还可以用作SOFC的电解质,进一步降低SOFC的操作温度,推动SOFC的广泛应用。
刘豪[7]（2019）在《与航空发动机涡轮叶片一体化集成的薄膜应变计研究》文中认为新一代航空发动机不断向大推重比、长寿命、低油耗方向发展,航空发动机内部工作温度越来越高,也越来越接近涡轮叶片、转轴等高温部件材料的临界工作温度。随着工作时间的增加,叶片等高温部件可能会出现疲劳裂纹甚至断裂等现象,导致发动机发生故障。监测叶片等高温部件应力/应变大小可以有效检测它们的疲劳受损情况,进而及时有效预警发动机的故障。因此,研制稳定、可靠且适用于航空发动机高温、高压、强振动等恶劣工作环境的应变测量传感器具有重要意义。薄膜应变计因具有厚度薄、质量轻、准确、响应快,而且不影响被测部件表面气流场,不破坏其表面结构的优点,而易于实现与航空发动机涡轮叶片等高温部件一体化集成。为了满足航空发动机高温、高压、强振动恶劣工作环境下原位应变测试的需求,本文采用物理气相沉积方法制备由过渡层、绝缘层、敏感层和防护层等构成的多层多元结构薄膜应变计,通过多层多元薄膜结构设计和制备工艺优化,突破了多层多元薄膜结构匹配和热匹配技术、复杂表面薄膜图形化制备技术、薄膜应变计高温绝缘技术和高温防护技术等难点。采用标定技术研究了薄膜应变计高温性能,并成功应用在某型号发动机涡轮叶片上,研究了涡轮叶片的高温高周动应变特性。本研究为航空发动机涡轮叶片试验测试、故障诊断提供了一种先进的应变测试技术,对提升我国高性能航空发动机研制水平具有推动作用。主要研究内容如下:1.为了解决镍基高温合金基底与薄膜应变计之间的结构匹配和热匹配问题,研究了NiCrAlY薄膜析铝、热氧化过程,制备了金属-氧化物渐变过渡层。研究表明,金属-氧化物渐变过渡层能够有效增强基底与薄膜应变计之间的结合强度,同时热氧化生成的致密热氧化层（TGO）有利于提高薄膜应变计与基底之间的电绝缘性能。2.利用多层多元氧化物薄膜构成复合绝缘层,突破高温绝缘技术。首先,研究了YSZ、Al2O3薄膜构成的复合绝缘层,对比了单层Al2O3、双层YSZ/Al2O3和四层YSZ/Al2O3/YSZ/Al2O3复合绝缘层的绝缘性能。结果表明,四层结构YSZ/Al2O3/YSZ/Al2O3复合绝缘层具有最优的绝缘性,在800℃时绝缘电阻达到200 kΩ。主要是单层氧化物绝缘层薄膜内部存在贯穿薄膜的晶界等缺陷,高温下容易形成离子导电通道,导致绝缘电阻减小。而多层复合结构绝缘层中,因为引入绝缘层界面,不同绝缘层薄膜界面之间存在的界面势垒能够有效阻断离子导电通道,提高高温绝缘性能,并且随着绝缘层界面的增加,其绝缘电阻也进一步增加。其次,本文还研究了MgO与热氧化层（TGO）构成的TGO/MgO双层绝缘层。结果表明,TGO/MgO双层结构绝缘层在25-1000℃温度范围内都具有优异的绝缘性能,在1000℃时,其绝缘电阻达到1.5 MΩ,主要归因于结构致密的TGO/MgO薄膜在室温时电导率低,并且电导激活能小,即电导率随温度变化小,使得TGO/MgO双层结构复合绝缘层在高温环境下仍具有优良的绝缘性能。经过四次循环（单次循环时,在1000℃保温2 h）后,在1000℃的绝缘电阻仍保持0.55 MΩ,显示了良好的高温稳定性,能够满足薄膜应变计在更高温度下的电绝缘性能要求。3.采用PdCr薄膜作为应变敏感层,研究了PdCr薄膜的厚度对其方阻、电导率、电阻温度系数等电学性能及高温稳定性的影响。研究表明,随着PdCr薄膜厚度的增加,其电学性能逐渐趋于稳定。其主要原因是较厚的薄膜具有相对较少的位错等缺陷,其缺陷是高温性能不稳定的主要原因。为了进一步提高PdCr薄膜的高温稳定性,对其进行了真空退火研究,表明退火处理可以有效改善PdCr薄膜的晶体结构,进而减小高温电阻漂移,提高高温稳定。退火后,PdCr薄膜在800℃的平均电阻漂移率由-0.126%/h降低为-0.065%/h,约为未退火的一半。4.为了提高薄膜应变计的高温抗氧化性,研究了ZrO2-Al2O3/Al2O3异质多层防护层,并与单层Al2O3和复合ZrO2-Al2O3防护层进行了对比。研究表明,异质多层结构防护层的防护效果优于单层和复合防护层。其原因是Al2O3薄膜和ZrO2-Al2O3不仅具有均匀致密、无缺陷的结构,而且在界面处的界面势垒能有效阻断氧离子渗透通道,进一步提高ZrO2-Al2O3/Al2O3异质防护层的高温防护特性。5.采用静态标定法对PdCr薄膜应变计进行了应变敏感性能的标定研究。结果表明,PdCr薄膜应变计的电阻随应变呈良好的线性关系,其应变灵敏系数具有较好的重复性。PdCr薄膜应变计的应变灵敏系数随着温度升高而增大。在室温时,PdCr薄膜应变计应变灵敏系数为1.78,在800℃时升高为2.13。6.在某型号涡轮叶片上制备PdCr薄膜应变计,率先研究了涡轮叶片的高温高周动应变,并建立了基于频域处理的动应变分析方法。研究表明,PdCr薄膜应变计响应速度快、工作温度高、可靠性好,能够满足室温800℃、加速度载荷010 g、振动频率01700 Hz的工作要求。7.采用冷热冲击试验和高空台模拟试验对PdCr薄膜应变计进行了可靠性评估。PdCr薄膜应变计能够耐受多循环、高强度热冲击,在高温高压高速燃气环境下结构完整,无开裂、脱落、起皮等失效现象。测试结果表明,PdCr薄膜应变计与涡轮叶片结合强度高,在航空发动机高温、高压、强振动环境下具有较好的可靠性。8.初步研究了PdCr薄膜应变花的应变敏感性能,制备的90°应变花不仅能够测量高温下试件应变的大小,也能够测量应变的方向。此外,还制备了具有更高应变灵敏系数的铟锡氧化物（ITO,indium tin oxide）薄膜应变计,并研究了ITO敏感薄膜的制备工艺,但其在高温下的稳定性有待进一步提高。
邓乔元[8]（2019）在《铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究》文中研究表明金属人工关节在体内长期服役时,摩擦界面处的生物大分子会在剪切力以及界面金属离子的催化作用下转变成“类石墨碳润滑层”,该润滑层可以减缓金属摩擦配副之间的磨损,抑制金属磨屑的产生,延长金属关节服役寿命。但是,金属-金属人工关节摩擦界面产生这层润滑层需要数年时间,在这期间金属人工关节磨损会产生金属磨屑、释放金属离子,可能会导致过敏、疼痛、假瘤等并发症。为了减少金属关节在服役过程中有毒金属离子的释放,并促使关节摩擦界面形成“类石墨碳润滑层”,降低界面摩擦系数,修复摩擦界面的磨损,本文提出,利用等离子体技术、将具有催化蛋白质转化成“类石墨碳润滑层”功能的Cu元素掺杂进入类金刚石薄膜（DLC）及氮化钛（TiN）薄膜中,得到Cu元素掺杂的DLC（Cu-DLC）及TiCuN薄膜,当薄膜在人体内服役时,可以促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”,这层润滑层可以对摩擦界面起到润滑、修复的作用。DLC薄膜一直被认为是用于金属人工关节表面改性最具潜力的材料。对于制备DLC薄膜而言,电子回旋共振化学气相沉积（ECR-CVD）具有离化率高、沉积速率快的优势,但是其沉积的薄膜具有很大的不均匀性,严重限制了其在表面改性中的应用,本文利用自持辉光放电等离子体改善了ECR-CVD制备类金刚石薄膜（DLC）沉积速率、结构以及性能的均匀性,研究ECR-CVD制备过程中基体偏压对制备薄膜均匀性的影响。研究结果表明,在较低基体偏压时,等离子体密度会随着距ECR离子源距离(Decr-s)的增加而显着降低,导致薄膜沉积速率、薄膜结构及性能方面的不均匀。当沉积偏压达到-800 V时,基体产生自持辉光放电,薄膜沉积过程中等离子体由电子回旋共振过程与自持辉光放电共同产生,ECR等离子中气体分子解离程度随着Decr-s增加没有发生明显变化,改善了ECR-CVD制备的DLC薄膜结构、性能方面均一性;同时,高基体偏压改善了薄膜的硬度、耐磨性等力学性能。基体偏压达-800 V时,气体自持辉光放电,改善了ECR-CVD制备DLC薄膜的均一性,使ECR-CVD制备的用于人工关节金属摩擦副表面改性的DLC薄膜性能更均匀,为制备具有“促进摩擦界面产生类石墨碳润滑层”功能的DLC薄膜打下基础。本文研究了Cu及CoCrMo在牛血清白蛋白溶液中的摩擦界面行为。选用Cu/Al2O3以及CoCrMoo/Al2O3作为摩擦配副,在牛血清白蛋白（BSA）溶液中进行摩擦磨损实验,研究结果表明,Cu/Al2O3摩擦配副摩擦过程中释放金属Cu离子,释放出的Cu离子会和溶液中的BSA蛋白分子结合,促进BSA分子在摩擦界面吸附形成一层“蛋白生物膜”,这层蛋白生物膜在Cu/Al2O3摩擦副的剪切作用下发生变性分解,最终产生石墨结构的“类石墨碳润滑层”,对摩擦界面起到润滑和减磨的作用。CoCrMoo/Al2O3摩擦配副在相同的摩擦磨损条件下,摩擦界面处的BSA分子二级结构发生变化,但是在CoCrMoo/Al2O3摩擦界面没有检测到“类石墨碳润滑层”,说明金属Cu催化摩擦界面生成“类石墨碳润滑层”的能力要强于CoCrMoo。由于目前几乎所有关于摩擦界面形成的“类石墨碳润滑层”的表征手段都无法将摩擦界面层中由蛋白质变性分解形成类石墨碳润滑层的碳信号和DLC薄膜内部碳信号良好地区分开,所以利用等离子体技术直接制备掺铜DLC薄膜,并研究Cu-DLC薄膜在摩擦磨损过程中能否促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”是较为困难的。因此,在前期证明金属Cu能够催化摩擦界面生成“类石墨碳润滑层”的基础上,利用磁控溅射技术制备出Cu元素掺杂TiN薄膜（TiCuN）。随着Cu元素的掺入,TiN薄膜内部的晶粒生长会被抑制,导致晶粒细化,同时薄膜的硬度会得到明显提高。TiCuN薄膜改性的Co合金,在BSA溶液中摩擦时,薄膜材料发生磨损会释放金属Cu离子,释放出的Cu离子会和溶液中的BSA蛋白分子结合,促进BSA分子在TiCuN薄膜材料磨痕处吸附,形成一层“蛋白生物膜”,这层蛋白生物膜在摩擦界面剪切力持续作用以及Cu元素的催化作用下发生变性分解,最终形成“类石墨碳润滑层”。采用VASP分别模拟了小分子片段C、CH、CH2、OCH2等在Cu和TiN表面的结合能、白蛋白重要活性位点天冬氨酸在Cu和TiN表面的吸附行为,结果表明小分子片段和天冬氨酸在Cu表面具有更高的吸附稳定性,在进一步剪切力作用下,天冬氨酸裂解成三个小分子片段,可与Cu表面形成强化学结合,为类石墨碳润滑层提供碳源。这种能够促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”的TiCuN薄膜在金属人工关节材料表面改性及新型陶瓷人工关节制造等方面具有应用前景。
唐鑫[9]（2019）在《高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）制备氮化钛（TiN）薄膜的应力释放及其结合稳定性研究》文中研究指明采用高功率脉冲磁控溅射技术（High power pulsed magnetron sputtering,HPPMS）制备的氮化钛（TiN）薄膜因其具有的众多优良性能,在工业领域中得到了广泛应用。但在TiN薄膜表面改性工件的实际应用中,研究者及生产者经常发现,薄膜沉积刚完成时,工件表面薄膜改性层是完整的,没有发生薄膜剥落,但是放置一段时间后,工件表面薄膜就会发生结合失效现象,导致零件无法继续使用。研究表明,高的残余应力是导致HPPMS制备的薄膜发生结合失效的主要原因。为了更好地进行产品质量控制,研究薄膜沉积完成后应力变化及结合稳定性,预估薄膜服役寿命,本文通过调控基体偏压制备出具有不同残余压应力的TiN薄膜,采用基片曲率法、X射线衍射法、划痕法、超显微硬度计、摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等手段,评价了薄膜的应力、薄膜/基体结合性能、硬度、耐磨损性、表面形貌和微观结构等随时间变化的规律。研究结果表明,在沉积完成后1小时内,-50V和-150V基体偏压下制备的TiN薄膜压应力分别在3.123.39GPa和7.407.55GPa范围内波动,薄膜压应力没有发生明显变化。沉积完成后1-7天薄膜压应力平均每天分别下降28.57MPa和35.71MPa,7-30天平均每天分别下降了2.08MPa和2.50MPa,30-60天内平均每天分别下降了1.67MPa和7.00MPa,60-90天内平均每天分别下降了1.00MPa和5.33MPa,上述结果表明薄膜沉积完成后,薄膜压应力连续下降,表现为前期下降速率快,后期下降逐渐放缓的趋势,自然放置90天后,应力基本释放完毕,薄膜性质基本保持稳定。同时,受残余应力的影响,薄膜/基体结合性能随时间逐渐变差、薄膜硬度略微下降,但薄膜的耐磨损性能由于受到薄膜硬度、表面粗糙度和韧性等的综合影响,随时间并没有表现出规律性的变化。
洪督[10]（2019）在《等离子体喷涂钛基非氧化物陶瓷涂层的结构与磨损性能研究》文中研究表明本论文采用大气等离子体喷涂技术制备了TiN、TiC和TiB2涂层,探究了涂层相组成、显微结构、力学和摩擦学性能。在此基础上,比较研究了对磨材料对TiC涂层摩擦学性能的影响。最后,为了进一步改善TiC涂层的摩擦学性能,制备了不同石墨添加量的TiC-Graphite复合涂层。研究了TiC-Graphite复合涂层相组成和显微结构,并探究了不同石墨添加量对复合涂层力学和摩擦学特性的影响。通过以上研究工作,以期开发出具有低摩擦系数和磨损率,且长服役寿命的耐磨涂层。本研究取得的主要结果如下:1.采用大气等离子体喷涂技术在C/C复合材料基体表面制备了TiN、TiC和TiB2涂层。三种粉体在喷涂过程中均发生少量氧化,涂层存在层状结构、裂纹和孔隙等缺陷,但均较为致密。在三种涂层中,TiC涂层具有较大的硬度,这与TiC涂层较低的孔隙率（8.0±1.1%）和氧化物含量（13 wt.%）,以及TiC较高的本征硬度有关。2.TiN、TiC和TiB2涂层与WC-Co硬质合金球组成的摩擦副的摩擦测试结果表明,在20 N和50 N载荷条件,与TiN和TiB2涂层相比,TiC涂层均表现出更低的摩擦系数和磨损率。在磨损过程中,三种涂层均存在疲劳剥落和氧化现象,并且磨痕表面形成了一层不连续的转移层。TiN和TiB2涂层在与WC-Co球相对滑动的过程中发生了物质的转移,存在粘着磨损。3.TiC涂层与不同对磨球（不锈钢、WC-Co和Si3N4）组成的摩擦副的摩擦学特性表明,在50 N载荷条件,摩擦系数的大小为μTiC/Si3N4<μTiC/WC-Co<μTiC/steel。但μTiC/Si3N4显示明显的波动,这主要是由于Si3N4发生摩擦氧化反应导致对磨球产生较宽的沟槽。TiC/steel和TiC/Si3N4摩擦副表现出更低的涂层磨损率,分别与不锈钢硬度较低和摩擦氧化产物SiO2具有润滑作用相关。4.TiC与不锈钢和Si3N4对磨时,由于不锈钢具有较低的硬度和较好塑性变形能力,以及Si3N4球发生摩擦氧化反应,分别导致TiC磨痕表面存在较严重的粘着,磨损机理主要为疲劳、摩擦氧化和粘着磨损;TiC与WC-Co对磨时,磨损机理主要是疲劳和摩擦氧化。5.采用大气等离子体喷涂技术在C/C复合材料基体表面制备了不同石墨添加量的TiC-Graphite涂层。随石墨添加量的增加,TiC-Graphite涂层内微裂纹增多和致密度减小,涂层粗糙度增大,硬度逐渐降低。6.TiC-Graphite涂层与WC-Co硬质合金球组成的摩擦副的摩擦测试结果表明,在50 N载荷条件,随石墨添加量的增加,TiC-Graphite涂层摩擦系数一直减小,磨损率先减小后增大。TiC-2.5 wt.%Graphite涂层获得最小的磨损率0.67×10-5 mm3/（N·m）,摩擦系数为0.354,与TiC涂层相比,分别降低了72.41%和27.76%。7.随石墨添加量的增加,TiC-Graphite涂层磨痕剥落凹坑和脆性断裂减少,转移层增多,能有效减小摩擦系数和磨损率。但随石墨添加量的进一步增加,涂层内微裂纹增多和致密度减小反而导致涂层磨损率增大。此外,转移层氧含量较高,存在摩擦氧化现象。因此,TiC-Graphite涂层磨损机理主要包括疲劳和摩擦氧化。
二、陶瓷薄膜的气相制备及热力学应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、陶瓷薄膜的气相制备及热力学应用（论文提纲范文）
（1）辐射法制备有机-无机杂化纳米粒子及其在高分子材料中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚合物基纳米复合材料 |
| 1.2.1 聚合物基纳米复合材料的制备 |
| 1.2.2 聚合物基纳米复合材料的性能及应用 |
| 1.3 有机-无机纳米杂化粒子 |
| 1.3.1 杂化纳米粒子的定义 |
| 1.3.2 纳米粒子的制备 |
| 1.3.3 纳米粒子的表面改性 |
| 1.4 辐射加工技术对纳米粒子表面改性的研究进展 |
| 1.4.1 传统纳米粒子表面改性存在的问题 |
| 1.4.2 纳米粒子的辐射改性机理及策略 |
| 1.4.3 辐射加工技术在杂化纳米粒子制备中的应用 |
| 1.5 课题的提出及主要研究内容 |
| 第2章 辐射法制备PVDF接枝的SiO_2纳米粒子及其结构研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 辐射法制备PVDF接枝的SiO_2纳米粒子 |
| 2.2.4 实验表征与分析方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 SiO_2表面修饰设计及反应机理 |
| 2.3.2 不同表面修饰SiO_2杂化纳米粒子的结构表征 |
| 2.3.3 反应条件对SiO_2表面PVDF接枝含量的调控 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 辐射法制备的SiO_2杂化粒子与PVDF共混物结构性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 SiO_2/PVDF复合材料的制备 |
| 3.2.4 实验表征与分析方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SiO_2在PVDF基体中的分散性 |
| 3.3.2 不同表面修饰SiO_2对PVDF基体性能的影响 |
| 3.3.3 不同表面修饰SiO_2对PVDF流变行为的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 辐射法制备PVDF接枝的BT纳米粒子及其结构研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.4 实验表征与分析方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BT表面修饰设计及反应机理 |
| 4.3.2 不同表面修饰BT纳米粒子的结构分析 |
| 4.3.3 不同表面修饰BT纳米粒子的结构调控 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 辐射法制备的BT杂化粒子与PVDF共混物结构性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 BT/PVDF复合材料的制备 |
| 5.2.4 实验表征与分析方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 不同表面修饰BT在 PVDF基体中的分散性 |
| 5.3.2 不同填充量BT在 PVDF基体中的分散性 |
| 5.3.3 不同接枝含量的F-BT在 PVDF基体中的分散性 |
| 5.3.4 不同表面修饰、接枝含量以及填充含量BT/PVDF的介电性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 F-BT杂化纳米粒子柔性介电陶瓷的制备及其结构性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 实验仪器 |
| 6.2.3 柔性F-BT杂化纳米粒子薄膜的制备 |
| 6.2.4 实验表征与分析方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的微观形貌 |
| 6.3.2 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的机械性能 |
| 6.3.3 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的结晶性能 |
| 6.3.4 不同PVDF接枝含量F-BT杂化纳米粒子薄膜的介电性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新性 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）磁控溅射WB2/Cr多层薄膜的结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硬质薄膜及其发展 |
| 1.2.1 硬质薄膜 |
| 1.2.2 内禀性超硬薄膜 |
| 1.2.3 外禀性硬质薄膜 |
| 1.3 硬质薄膜制备技术 |
| 1.3.1 化学气相沉积 |
| 1.3.2 物理气相沉积 |
| 1.4 硬质薄膜性能的表征方法 |
| 1.4.1 成分结构和形貌 |
| 1.4.2 硬度 |
| 1.4.3 韧性 |
| 1.4.4 残余应力 |
| 1.4.5 结合强度 |
| 1.4.6 摩擦磨损性能 |
| 1.5 W-B系硬质薄膜及其研究现状 |
| 1.5.1 引言 |
| 1.5.2 WB_2的研究现状 |
| 1.5.3 W-B体系复合薄膜的研究现状 |
| 1.5.4 W-B体系多层膜的研究现状 |
| 1.6 本论文的研究目的和内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 靶材 |
| 2.1.2 工作气氛 |
| 2.1.3 基底材料 |
| 2.2 磁控溅射设备 |
| 2.3 薄膜制备方法 |
| 2.4 薄膜组织结构分析 |
| 2.4.1 微观形貌表征 |
| 2.4.2 相结构表征 |
| 2.4.3 成分及价态表征 |
| 2.5 薄膜力学性能分析 |
| 2.5.1 硬度和弹性模量 |
| 2.5.2 H/E~*、H~3/E~(*2)和弹性恢复 |
| 2.5.3 断裂韧性 |
| 2.6 残余应力分析 |
| 2.7 结合强度分析 |
| 2.8 摩擦磨损性能分析 |
| 第3章 Cr掺杂WB_2薄膜的结构及性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 沉积参数 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 成分和结构 |
| 3.3.2 力学综合性能 |
| 3.3.3 结合强度 |
| 3.3.4 摩擦磨损性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Cr、N掺杂WB_2薄膜的结构及性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 沉积参数 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 结构和形貌 |
| 4.3.2 残余应力和力学性能 |
| 4.3.3 结合强度和摩擦磨损性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 调制比对WB_2/Cr多层薄膜的结构及性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 沉积参数 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 结构和形貌 |
| 5.3.2 残余应力和力学性能 |
| 5.3.3 结合强度 |
| 5.3.4 摩擦磨损性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 调制周期数对WB_2/Cr多层薄膜的结构及性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 沉积参数 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 结构和形貌 |
| 6.3.2 残余应力和力学性能 |
| 6.3.3 结合强度 |
| 6.3.4 摩擦磨损性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间的学术论文与取得的其他成果 |
| 作者简介 |
（3）叠层陶瓷薄膜高温应变传感器关键结构研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 薄膜应变传感器研究进展 |
| 1.3 薄膜应变传感器敏感材料 |
| 1.4 ITO薄膜研究进展 |
| 1.5 本文研究目标与主要研究内容 |
| 1.5.1 本文研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 ITO敏感薄膜的制备及其性能调控 |
| 2.1 磁控溅射技术 |
| 2.2 ITO薄膜的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射仪 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 四探针测试仪 |
| 2.2.4 台阶仪 |
| 2.2.5 电阻温度系数测试 |
| 2.3 磁控溅射法制备ITO薄膜 |
| 2.4 氮分压对ITO薄膜的影响 |
| 2.4.1 氮分压对溅射速率和电阻率的影响 |
| 2.4.2 氮分压对薄膜表面形貌的影响 |
| 2.4.3 氮分压对薄膜物相结构的影响 |
| 2.4.4 氮分压对薄膜电性能的影响 |
| 2.5 热处理对ITO薄膜的影响 |
| 2.5.1 热处理对薄膜表面形貌的影响 |
| 2.5.2 热处理对薄膜物相结构的影响 |
| 2.5.3 热处理对薄膜电性能的影响 |
| 2.6 ITO薄膜的高温稳定性 |
| 2.6.1 高温稳定性 |
| 2.6.2 失效原因分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 多元陶瓷基叠层绝缘薄膜的制备与表征 |
| 3.1 多元陶瓷基叠层绝缘薄膜材料制备 |
| 3.1.1 氧化铝溶胶制备 |
| 3.1.2 氧化铝混合液制备 |
| 3.2 电射流沉积 |
| 3.3 多元陶瓷基叠层绝缘薄膜的制备 |
| 3.3.1 电射流沉积工艺流程 |
| 3.3.2 氧化铝混合液绝缘薄膜的制备 |
| 3.3.3 氧化铝混合液/溶胶复合绝缘薄膜的制备 |
| 3.3.4 氧化铝混合液/氮化硅复合绝缘薄膜的制备 |
| 3.4 多元陶瓷基叠层绝缘薄膜性能测试 |
| 3.4.1 氧化铝物相结构测试 |
| 3.4.2 多元陶瓷基叠层绝缘薄膜电阻测试 |
| 3.4.3 多元陶瓷基叠层绝缘薄膜表面形貌 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 叠层陶瓷薄膜高温应变传感器结构设计与参数优化 |
| 4.1 薄膜应变传感器结构设计 |
| 4.1.1 薄膜应变传感器敏感栅结构设计 |
| 4.1.2 薄膜应变传感器整体结构设计 |
| 4.1.3 拉伸试样 |
| 4.2 模型有限元仿真 |
| 4.3 叠层薄膜结构热应力理论计算与模型验证 |
| 4.3.1 多层薄膜系统理论计算 |
| 4.3.2 叠层薄膜应变传感器模型验证 |
| 4.4 叠层薄膜结构热应力优化 |
| 4.4.1 叠层薄膜结构变量因素 |
| 4.4.2 叠层薄膜结构热应力结果评价指标 |
| 4.4.3 正交实验优化 |
| 4.4.4 叠层薄膜结构热应力仿真结果分析 |
| 4.4.5 叠层薄膜结构热应力最佳参数优化结果 |
| 4.5 叠层薄膜结构应变传递误差 |
| 4.5.1 叠层薄膜传感器应变理论计算与模型验证 |
| 4.5.2 叠层薄膜结构应变传递误差优化 |
| 4.5.3 叠层薄膜应变传感器最佳参数优化结果 |
| 4.6 叠层陶瓷薄膜高温应变传感器的制备流程 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文和专利情况 |
| 致谢 |
（4）磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 稀土元素的结构特点与价态 |
| 2.1.1 稀土离子电子结构 |
| 2.1.2 稀土离子的激发 |
| 2.1.3 光致发光原理 |
| 2.1.4 稀土氧化物 |
| 2.2 Er_2O_3的光谱特性 |
| 2.2.1 Er~(3+)发光对晶体场的依赖 |
| 2.2.2 退火对发光的影响 |
| 2.2.3 拉曼光谱 |
| 2.3 聚变堆实验包层涂层的研究进展 |
| 2.3.1 Er_2O_3涂层 |
| 2.3.2 Al_2O_3涂层 |
| 2.3.3 SiC涂层 |
| 2.4 复合涂层研究进展 |
| 2.4.1 Al_2O_3/Al与Al_2O_3/Al_xO_(1-x)/Al功能梯度涂层 |
| 2.4.2 SiC/Al_2O_3 |
| 2 .4.3 Al_2O_3陶瓷增韧 |
| 2.5 制备手段 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 样品制备与表征方法 |
| 3.1 薄膜制备 |
| 3.1.1 磁控溅射制备薄膜 |
| 3.1.2 样品热处理 |
| 3.2 表征方法 |
| 3.2.1 表面与断面表征 |
| 3.2.2 成分表征 |
| 3.2.3 结构表征 |
| 3.2.4 光致发光光谱 |
| 3.2.5 力学表征 |
| 3.2.6 绝缘电阻测试 |
| 3.2.7 交流阻抗测试 |
| 4 单斜相和立方相Er_2O_3的光学性质 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.2 样品的微观结构 |
| 4.3 单斜相Er_2O_3拉曼模的识别和归属 |
| 4.3.1 拉曼模的预测 |
| 4.3.2 样品在不同激光激发下的光谱 |
| 4.3.3 综合分析与讨论 |
| 4.4 单斜相和立方相Er_2O_3发光光谱的比较 |
| 4.4.1 不同激光器激发的300～900nm光谱 |
| 4.4.2 荧光强度比值 |
| 4.4.3 立方相发光峰的归属 |
| 4.4.4 单斜相Er_2O_3样品独特的发光峰 |
| 4.5 功率依赖的光致发光 |
| 4.5.1 发光机制 |
| 4.5.2 晶粒尺寸影响 |
| 4.5.3 晶体结构影响 |
| 4.5.4 IR/IG的功率依赖 |
| 4.5.5 RG的功率依赖 |
| 4.6 小结与展望 |
| 5 微米及亚微米级薄膜热导率表征 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 各向同性CLAM钢衬底上Er_2O_3薄膜热导率 |
| 5.2.1 薄膜/各向同性衬底双层系统热导率的解析解 |
| 5.2.2 各向同性CLAM钢衬底上Er_2O_3薄膜热导率 |
| 5.3 各向异性衬底上薄膜的热导率测试 |
| 5.3.1 各向异性衬底上薄膜热传导的物理图像 |
| 5.3.2 各向异性衬底的热导率 |
| 5.3.3 COMSOL数值模拟和优化 |
| 5.3.4 各向异性衬底上薄膜的热导率测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 Er中间层对沉积在钢衬底上的Er_2O_3复合薄膜的微结构、成分、电学和力学性能的影响 |
| 6.1 实验方法 |
| 6.2 XRD表征 |
| 6.2.1 薄膜的化学成分 |
| 6.2.2 相组成 |
| 6.2.3 薄膜应力与晶粒尺寸 |
| 6.3 拉曼指纹谱 |
| 6.3.1 相成分 |
| 6.3.2 杂质相 |
| 6.3.3 应力 |
| 6.4 薄膜表面、断面形貌以及EDX成分分析 |
| 6.4.1 薄膜表面形貌及成分 |
| 6.4.2 薄膜截面形貌与成分 |
| 6.4.3 Er的自愈合能力 |
| 6.5 样品成分综合分析 |
| 6.5.1 Fe_2O_3与ErFeO_3起源与位置 |
| 6.5.2 尖晶石含Fe氧化物 |
| 6.5.3 界面CrO_x类氧化物 |
| 6.5.4 样品成分及其演变 |
| 6.6 薄膜的电学及力学性能 |
| 6.6.1 力学性能 |
| 6.6.2 直流电学性能 |
| 6.6.3 交流阻抗特性 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 SiC掺杂Al_2O_3对Al_2O_(3-x)SiC复合薄膜力学性能的影响 |
| 7.1 实验方法 |
| 7.1.1 样品制备 |
| 7.1.2 靶材鉴定 |
| 7.1.3 测试表征 |
| 7.2 薄膜成分与厚度 |
| 7.2.1 Al_2O_(3-x)SiC浓度与厚度 |
| 7.2.2 Si在Al_2O_(3-x)SiC中的分布 |
| 7.2.3 上层SiC成分以及厚度 |
| 7.3 SiC掺杂对表面形貌以及截面的影响 |
| 7.3.1 样品表面AFM |
| 7.3.2 SEM表面和断面观察 |
| 7.4 结构表征 |
| 7.4.1 XRD |
| 7.4.2 拉曼光谱 |
| 7.4.3 傅里叶变换红外反射谱 |
| 7.5 Al_2O_(3-x)SiC复合膜以及SiC单层的光学、力学和电学性质 |
| 7.5.1 光致发光 |
| 7.5.2 Al_2O_(3-x)SiC复合膜的电学性能 |
| 7.5.3 力学性能 |
| 7.6 小结与展望 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A C-Er_2O_3发光峰的跃迁始末态能级识别 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）镁合金表面Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 镁及其合金的腐蚀 |
| 1.2.1 腐蚀热力学与动力学 |
| 1.2.2 腐蚀类型 |
| 1.3 镁合金表面防护 |
| 1.3.1 电镀与化学镀 |
| 1.3.2 化学转化技术 |
| 1.3.3 微弧氧化技术 |
| 1.3.4 溶胶凝胶法 |
| 1.3.5 气相沉积技术 |
| 1.4 磁控溅射镀膜简介 |
| 1.4.1 技术原理 |
| 1.4.2 技术种类 |
| 1.4.3 膜层组织特点 |
| 1.5 镁合金表面磁控溅射镀膜的研究现状 |
| 1.6 本课题的选题原因、研究目的及内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 薄膜制备过程 |
| 2.2.1 基体表面预处理 |
| 2.2.2 磁控溅射镀膜 |
| 2.3 测试分析方法 |
| 2.3.1 微观形貌测试 |
| 2.3.2 物相组成测试 |
| 2.3.3 显微硬度测试 |
| 2.3.4 耐腐蚀性能测试 |
| 2.3.5 摩擦磨损性能测试 |
| 第三章 Al薄膜的制备及其性能研究 |
| 3.1 Al薄膜的制备 |
| 3.2 氩离子刻蚀工艺简介 |
| 3.3 刻蚀负偏压对Al薄膜组织和性能的影响 |
| 3.3.1 刻蚀负偏压对Al薄膜表面形貌的影响 |
| 3.3.2 刻蚀负偏压对Al薄膜截面形貌的影响 |
| 3.3.3 刻蚀负偏压对Al薄膜耐腐蚀性能的影响 |
| 3.3.4 刻蚀负偏压对Al薄膜显微硬度的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Si-Cr-Ni-N薄膜的制备及其性能研究 |
| 4.1 Si-Cr-Ni-N薄膜的制备 |
| 4.2 N_2/Ar分压比对Si-Cr-Ni-N薄膜组织和性能的影响 |
| 4.2.1 N_2/Ar分压比对Si-Cr-Ni-N薄膜表面形貌的影响 |
| 4.2.2 N_2/Ar分压比对Si-Cr-Ni-N薄膜成分的影响 |
| 4.2.3 N_2/Ar分压比对Si-Cr-Ni-N薄膜显微硬度的影响 |
| 4.2.4 N_2/Ar分压比对Si-Cr-Ni-N薄膜耐腐蚀性能的影响 |
| 4.3 负偏压对Si-Cr-Ni-N薄膜组织和性能的影响 |
| 4.3.1 负偏压对Si-Cr-Ni-N薄膜表面形貌的影响 |
| 4.3.2 负偏压对Si-Cr-Ni-N薄膜显微硬度的影响 |
| 4.3.3 负偏压对Si-Cr-Ni-N薄膜耐腐蚀性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的制备及其性能研究 |
| 5.1 Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的制备 |
| 5.2 Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的组织与性能 |
| 5.2.1 Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的表面形貌 |
| 5.2.2 Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的耐腐蚀性能 |
| 5.2.3 Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的显微硬度 |
| 5.2.4 Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的摩擦磨损性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 研究结果总结与创新点 |
| 6.1 研究结果总结 |
| 6.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（6）SOFC中Ce0.9Gd0.1O2-δ层致密化和薄膜化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 能源背景 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池简介 |
| 1.2.1 燃料电池的种类 |
| 1.2.2 固体氧化物燃料电池的发展现状 |
| 1.2.3 固体氧化物燃料电池工作原理 |
| 1.3 固体氧化物燃料电池的关键材料 |
| 1.3.1 阳极材料 |
| 1.3.2 阴极材料 |
| 1.3.3 电解质材料 |
| 1.4 YSZ/GDC双层电解质的研究与应用 |
| 1.5 YSZ/GDC/LSCF的界面研究 |
| 1.6 氧化铈基电解质材料的致密化研究与应用 |
| 1.7 研究意义与研究内容 |
| 2 致密GDC隔层改善SOFC性能的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验方法与过程 |
| 2.2.1 热膨胀试样的制备 |
| 2.2.2 YSZ与GDC混合物的制备 |
| 2.2.3 电池的制备 |
| 2.2.4 测试与表征 |
| 2.3 掺钴GDC隔层致密度的研究 |
| 2.3.1 掺钴GDC收缩率的研究 |
| 2.3.2 掺钴GDC隔层微观形貌的研究 |
| 2.4 掺钴GDC隔层电池性能的研究 |
| 2.5 YSZ与GDC反应温度的研究 |
| 2.6 YSZ/Co-GDC/LSCF界面元素分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 SOFC界面演化与长期稳定性的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法与过程 |
| 3.3 致密GDC隔层改善SOFC长期稳定性的研究 |
| 3.3.1 Co-GDC与GDC隔层微观形貌的研究 |
| 3.3.2 电池的稳定性研究 |
| 3.3.3 YSZ/Co-GDC与YSZ/GDC界面元素分析 |
| 3.4 LSCF/Co-GDC与LSCF/GDC界面微观形貌的研究 |
| 3.4.1 LSCF/Co-GDC界面微观形貌分析 |
| 3.4.2 LSCF/GDC界面微观形貌分析 |
| 3.5 LSCF/Co-GDC界面微观形貌变化的机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 致密GDC薄膜的应用研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验原料与实验方法 |
| 4.2.1 Co-GDC电解质支撑层的制备 |
| 4.2.2 浸渍法修饰Co-GDC电解质片 |
| 4.2.3 电池的制备 |
| 4.2.4 电池的测试与表征 |
| 4.3 电解质支撑电池的性能研究 |
| 4.3.1 Co-GDC电解质的微观形貌 |
| 4.3.2 Co-GDC电解质支撑电池的性能研究 |
| 4.4 阳极支撑电池的性能研究 |
| 4.4.1 Co-GDC电解质浸渍修饰4次电池性能研究 |
| 4.4.2 Co-GDC电解质浸渍修饰8次电池性能的研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 微米级GDC薄膜的制备与应用研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验方法与过程 |
| 5.2.1 水热法制备GDC隔层 |
| 5.2.2 电池的制备 |
| 5.2.3 测试与表征 |
| 5.3 GDC隔层微观形貌的研究 |
| 5.4 电池性能的研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）与航空发动机涡轮叶片一体化集成的薄膜应变计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 常用应变测量的国内外研究历史及现状 |
| 1.2.1 数字图形相关法 |
| 1.2.2 光纤布拉格光栅传感器 |
| 1.2.3 声表面波应变传感器 |
| 1.2.4 激光引伸计 |
| 1.2.5 薄膜应变计 |
| 1.3 论文选题依据与研究内容 |
| 1.3.1 论文选题依据 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 薄膜应变计基本原理与试验分析方法 |
| 2.1 应变计工作原理 |
| 2.2 薄膜应变计的结构 |
| 2.3 薄膜应变计性能表征 |
| 2.3.1 薄膜应变计电阻的测量 |
| 2.3.2 薄膜应变计的电阻温度系数 |
| 2.3.3 薄膜应变计的电阻漂移率及漂移应变速率 |
| 2.3.4 薄膜应变计的视应变 |
| 2.3.5 薄膜应变计的应变灵敏系数 |
| 2.3.6 薄膜应变计应变测量误差分析 |
| 2.4 薄膜材料的表征方法 |
| 2.4.1 薄膜材料微观形貌表征 |
| 2.4.2 薄膜材料微观结构表征 |
| 2.4.3 薄膜材料电阻率 |
| 2.4.4 薄膜材料膜厚表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 过渡层及绝缘层的制备及性能研究 |
| 3.1 过渡层薄膜制备及其对绝缘性能的影响 |
| 3.1.1 NiCrAlY薄膜的制备 |
| 3.1.2 NiCrAlY薄膜微观表征 |
| 3.1.3 TGO层对绝缘层性能的研究 |
| 3.1.4 TGO层绝缘特性对比 |
| 3.2 YSZ/Al_2O_3 多层结构绝缘层制备及绝缘性能研究 |
| 3.2.1 Al_2O_3及YSZ薄膜的制备 |
| 3.2.2 不同结构绝缘层绝缘特性对比及机理讨论 |
| 3.2.3 四层绝缘层的微观结构 |
| 3.2.4 四层复合绝缘层绝缘电阻的热循环特性 |
| 3.3 TGO/MgO复合陶瓷薄膜绝缘特性研究 |
| 3.3.1 MgO陶瓷薄膜的制备 |
| 3.3.2 基底温度对MgO陶瓷薄膜微观结构的影响 |
| 3.3.3 基底温度对TGO/MgO陶瓷薄膜绝缘特性的影响 |
| 3.3.4 TGO/MgO高温绝缘机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 应变敏感层的图形化及其制备研究 |
| 4.1 应变敏感栅的结构 |
| 4.2 应变敏感栅图形化技术 |
| 4.3 PdCr应变敏感薄膜制备 |
| 4.3.1 PdCr薄膜沉积工艺 |
| 4.3.2 厚度对PdCr应变薄膜电学性能的影响 |
| 4.3.3 PdCr薄膜稳定性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 薄膜应变计高温防护层研究 |
| 5.1 不同结构防护层的制备 |
| 5.2 不同结构防护层的微观结构 |
| 5.3 退火对不同结构防护层PdCr薄膜的微观结构表征 |
| 5.4 退火对异质Al_2O_3-ZrO_2/Al_2O_3 防护层异质界面微观结构的影响 |
| 5.5 不同结构防护层对PdCr薄膜应变计性能的影响 |
| 5.5.1 对PdCr薄膜应变计稳定性的影响 |
| 5.5.2 对PdCr薄膜应变计重复性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 薄膜应变计的性能研究 |
| 6.1 应变信号高温互联技术研究 |
| 6.2 PdCr薄膜应变计的可靠性测试 |
| 6.2.1 PdCr薄膜应变计微观 |
| 6.2.2 冷热冲击测试 |
| 6.2.3 整机高空台模拟测试 |
| 6.3 PdCr薄膜应变计的静态标定 |
| 6.3.1 PdCr薄膜应变计的静态标定 |
| 6.3.2 PdCr薄膜应变计电阻-应变响应重复性表征 |
| 6.3.3 PdCr薄膜应变计的误差分析 |
| 6.4 PdCr薄膜应变计的动态测试 |
| 6.4.1 平板型动态试件性能研究 |
| 6.4.2 涡轮叶片高温高周动应变测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 PdCr薄膜应变花及ITO应变敏感材料初探 |
| 7.1 90°PdCr薄膜应变花研究 |
| 7.1.1 90°应变花结构 |
| 7.1.2 90°应变花电阻应变响应特性 |
| 7.2 ITO薄膜应变计制备及标定 |
| 7.2.1 ITO薄膜制备工艺研究 |
| 7.2.2 大气退火对ITO薄膜电学性能的影响 |
| 7.2.3 ITO薄膜应变计的制备 |
| 7.2.4 ITO薄膜应变计的标定 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 论文工作总结 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 人工关节和椎间盘的临床应用 |
| 1.1.1 人工关节材料、特性及存在的问题 |
| 1.1.2 人工椎间盘材料、特性及存在的问题 |
| 1.2 人工关节和椎间盘的磨损机制 |
| 1.2.1 人工关节磨损机制 |
| 1.2.2 人工椎间盘磨损机制 |
| 1.3 等离子体表面改性用于提高人工关节和椎间盘摩擦界面耐磨耐蚀性能研究 |
| 1.3.1 离子注入 |
| 1.3.2 薄膜沉积 |
| 1.3.3 表面改性层的失效机制 |
| 1.4 具有促进摩擦界面润滑层形成的无机薄膜 |
| 1.4.1 关节摩擦配副表面生物润滑膜形成机制 |
| 1.4.2 体内磨损自修复概念 |
| 1.5 选题意义 |
| 1.6 本文研究目标及内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 第2章 电子回旋共振化学气相沉积(ECR-CVD)制备DLC薄膜均匀性的改善 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 等离子体发射光谱(OES) |
| 2.3.2 薄膜厚度及残余应力 |
| 2.3.3 拉曼散射光谱检测(Raman) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱检测(XPS) |
| 2.3.5 弹性反冲检测(ERDA) |
| 2.3.6 扫描电子显微镜检测(SEM) |
| 2.3.7 原子力显微镜检测(AFM) |
| 2.3.8 薄膜硬度检测 |
| 2.3.9 摩擦磨损检测 |
| 2.3.10 薄膜动态极化检测 |
| 2.4 研究结果 |
| 2.4.1 距离等离子体源不同距离处Hα等离子体发射光谱(OES) |
| 2.4.2 纵向磁场分布及薄膜厚度 |
| 2.4.3 不同基体偏压制备DLC薄膜的截面形貌 |
| 2.4.4 不同基体偏压制备DLC薄膜粗糙度 |
| 2.4.5 不同基体偏压制备DLC薄膜结构 |
| 2.4.6 不同基体偏压制备DLC薄膜硬度 |
| 2.4.7 不同基体偏压制备DLC薄膜耐磨损性能研究 |
| 2.4.8 不同基体偏压制备DLC薄膜耐腐蚀性 |
| 2.4.9 不同基体偏压制备DLC薄膜内应力 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 白蛋白溶液中Cu/Al_2O_3及CoCrMoo/Al_2O_3摩擦界面研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.3 材料表征 |
| 3.4 研究结果 |
| 3.4.1 磨损形貌 |
| 3.4.2 磨损区域微区红外检测(ATR-FTIR) |
| 3.4.3 磨损区域拉曼光谱检测(Raman) |
| 3.4.4 Al_2O_3球头磨斑处成分—飞行时间分辨二次离子质谱检测(To F-SIMS) |
| 3.4.5 Al_2O_3球头磨斑处成分—电子能量损失谱(EELS)检测 |
| 3.4.6 Cu表面BSA分子吸附 |
| 3.4.7 Cu磨痕表面BSA蛋白分子量变化检测 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 铜掺杂氮化钛(TiCuN)薄膜的研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 薄膜制备 |
| 4.4 材料表征 |
| 4.4.1 膜厚、应力以及显微硬度检测 |
| 4.4.2 薄膜膜基结合评价 |
| 4.4.3 X射线衍射检测(XRD) |
| 4.4.4 薄膜透射电子显微镜检测(TEM) |
| 4.4.5 薄膜表面粗糙度评价 |
| 4.5 TiN薄膜制备及其组织结构 |
| 4.6 过渡层对薄膜结合力的影响 |
| 4.7 TiCuN薄膜制备及其组织结构研究 |
| 4.7.1 不同掺铜量TiN薄膜膜厚及应力 |
| 4.7.2 不同掺铜量TiCuN薄膜表面及断面形貌 |
| 4.7.3 不同掺铜量TiCuN薄膜XRD检测 |
| 4.7.4 不同掺铜量TiCuN薄膜显微硬度 |
| 4.7.5 不同掺铜量TiCuN薄膜膜基结合力 |
| 4.8 讨论 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 白蛋白溶液中TiCuN/Al_2O_3摩擦界面研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.2.1 材料及试剂 |
| 5.2.2 摩擦磨损实验 |
| 5.3 细胞毒性评价 |
| 5.3.1 细胞培养 |
| 5.3.2 CCK-8检测 |
| 5.3.3 细胞形貌观察 |
| 5.4 材料表征 |
| 5.4.1 磨痕表面形貌 |
| 5.4.2 拉曼光谱检测(Raman) |
| 5.4.3 蛋白免疫印迹(Western-Blot) |
| 5.4.4 飞行时间二次离子质谱分析(To F-SIMS) |
| 5.4.5 电子能量损失谱(EELS) |
| 5.4.6 分子动力学模拟计算 |
| 5.5 研究结果 |
| 5.5.1 细胞相容性 |
| 5.5.2 TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦配副在BSA及生理盐水中的摩擦学行为研究 |
| 5.5.3 TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦配副摩擦界面BSA分子量变化 |
| 5.5.4 BSA溶液中TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦副摩擦界面类石墨碳润滑层形成机制研究 |
| 5.5.5 Cu表面化学键断裂 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 全文结论 |
| 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）制备氮化钛（TiN）薄膜的应力释放及其结合稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 TiN薄膜研究现状 |
| 1.1.1 TiN薄膜应用背景 |
| 1.1.2 TiN薄膜制备 |
| 1.1.3 TiN薄膜实际应用中存在的问题 |
| 1.2 TiN薄膜/基体结合性能研究 |
| 1.2.1 膜/基结合力的测量 |
| 1.2.2 划痕法简介 |
| 1.2.3 膜/基结合力的影响因素 |
| 1.3 TiN薄膜应力研究 |
| 1.3.1 薄膜应力研究意义 |
| 1.3.2 薄膜应力的产生机制 |
| 1.3.3 薄膜应力的释放 |
| 1.3.4 薄膜应力的测量及调控 |
| 1.4 本论文研究目的及内容 |
| 第2章 研究原理及方案 |
| 2.1 高功率脉冲磁控溅射 |
| 2.2 材料预处理 |
| 2.3 TiN薄膜制备 |
| 2.4 TiN薄膜应力测量 |
| 2.4.1 薄膜膜厚测量 |
| 2.4.2 台阶仪测应力 |
| 2.4.3 XRD法测应力 |
| 2.5 膜/基结合性能分析 |
| 2.6 薄膜形貌分析 |
| 2.6.1 光学显微镜形貌分析 |
| 2.6.2 原子力显微镜(AFM)形貌分析 |
| 2.6.3 扫描电子显微镜分析 |
| 2.7 薄膜力学性能表征 |
| 2.7.1 显微硬度测量 |
| 2.7.2 薄膜耐磨损性分析 |
| 第3章 TiN薄膜应力释放规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 曲率法测薄膜应力 |
| 3.2.1 TiN薄膜在沉积完成后1小时内的应力变化 |
| 3.2.2 TiN薄膜沉积完成后90天内的应力变化 |
| 3.3 XRD法测薄膜应力 |
| 3.3.1 测试原理 |
| 3.3.2 XRD法计算应力随时间变化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 TiN薄膜/基体结合性能随时间变化规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiN薄膜结构与表面形貌分析 |
| 4.3 TiN薄膜/基体结合力随时间变化 |
| 4.4 TiN薄膜硬度随时间变化 |
| 4.5 TiN薄膜耐磨损性能随时间变化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 研究展望 |
| 全文结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间学术成果 |
（10）等离子体喷涂钛基非氧化物陶瓷涂层的结构与磨损性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 摩擦磨损与陶瓷耐磨涂层 |
| 1.1.1 摩擦磨损与表面改性 |
| 1.1.2 材料摩擦磨损机理 |
| 1.1.3 耐磨陶瓷涂层材料 |
| 1.2 钛基非氧化物陶瓷薄膜和涂层 |
| 1.2.1 钛基非氧化物陶瓷晶体结构和基本性能 |
| 1.2.2 钛基非氧化物陶瓷薄膜制备和磨损性能 |
| 1.2.3 钛基非氧化物陶瓷涂层制备和磨损性能 |
| 1.3 等离子体喷涂技术 |
| 1.3.1 等离子体喷涂基本原理 |
| 1.3.2 等离子体喷涂特点及分类 |
| 1.3.3 等离子体喷涂技术的应用 |
| 1.4 本论文研究思路和主要内容 |
| 第二章 试样制备和测试表征 |
| 2.1 涂层的制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 涂层制备工艺 |
| 2.2 样品表征 |
| 2.2.1 物相和显微结构 |
| 2.2.2 基本性能 |
| 2.2.3 涂层摩擦性学性能表征 |
| 第三章 等离子体喷涂TiN、TiC和TiB_2涂层摩擦磨损性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粉体和涂层显微结构 |
| 3.3 涂层基本性能 |
| 3.4 涂层摩擦学性能 |
| 3.4.1 涂层摩擦系数和磨损率 |
| 3.4.2 涂层磨损机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同对磨材料对等离子体喷涂TiC涂层摩擦磨损性能的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiC涂层摩擦学性能 |
| 4.2.1 对磨球基本性能 |
| 4.2.2 涂层摩擦系数和磨损率 |
| 4.2.3 涂层磨损机制 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 等离子体喷涂TiC-Graphite复合涂层摩擦磨损性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 粉体和涂层显微结构 |
| 5.3 涂层基本性能 |
| 5.4 涂层摩擦学性能 |
| 5.4.1 涂层摩擦系数和磨损率 |
| 5.4.2 涂层磨损机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 作者在攻读硕士学位期间所作的项目 |
| 致谢 |
四、陶瓷薄膜的气相制备及热力学应用（论文参考文献）
- [1]辐射法制备有机-无机杂化纳米粒子及其在高分子材料中的应用研究[D]. 傅志昂. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [2]磁控溅射WB2/Cr多层薄膜的结构与性能研究[D]. 史文博. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]叠层陶瓷薄膜高温应变传感器关键结构研制[D]. 张朝阳. 大连理工大学, 2020(02)
- [4]磁控溅射制备Er2O3与Al2O3复合陶瓷薄膜及其表征[D]. 闫丹. 北京科技大学, 2020(01)
- [5]镁合金表面Al/Si-Cr-Ni/Si-Cr-Ni-N复合薄膜的制备与性能研究[D]. 叶恩. 上海交通大学, 2020(01)
- [6]SOFC中Ce0.9Gd0.1O2-δ层致密化和薄膜化的研究[D]. 王桂芸. 中国矿业大学(北京), 2020
- [7]与航空发动机涡轮叶片一体化集成的薄膜应变计研究[D]. 刘豪. 电子科技大学, 2019(07)
- [8]铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究[D]. 邓乔元. 西南交通大学, 2019
- [9]高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）制备氮化钛（TiN）薄膜的应力释放及其结合稳定性研究[D]. 唐鑫. 西南交通大学, 2019(03)
- [10]等离子体喷涂钛基非氧化物陶瓷涂层的结构与磨损性能研究[D]. 洪督. 上海大学, 2019(03)