面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——中国科学院办院方针

首页 > 科研进展

兰州化物所在异形件表面全方位镀膜研究方面获系列进展

2022-03-18 兰州化学物理研究所
【字体:

语音播报

  类金刚石碳基(DLC)薄膜由于其优异的润滑和防护特性,被广泛应用于航空航天、海洋腐蚀、机械工程和生物医学等领域。如何在异形件表面快速沉积DLC薄膜是亟待解决的关键问题之一。

  中国科学院兰州化学物理研究所低维润滑材料课题组多年来致力于DLC薄膜材料及制备技术研究,近期在异形件表面快速全方位沉积DLC薄膜技术方面取得系列进展。

  研究人员基于等离子体增强化学气相沉积技术,结合空心阴极放电与等离子体浸没注入,发展了新的异形件表面全方位快速沉积DLC薄膜技术,针对该技术开展了一系列研究,解决了在各种异形件表面快速沉积DLC薄膜的均匀性问题,该技术成功应用于齿轮、轴承、活塞环、刀具等异形件表面DLC薄膜的沉积(图1),为异形件表面DLC薄膜全方位快速沉积提供了一种新策略,是一种极具潜力、可推广的异形件表面DLC薄膜沉积方法。相关成果发表在J. Mater. Sci. Technol. (2022, 109, 114-128)上。

图1 异形件表面全方位镀膜技术沉积的DLC薄膜的性能以及DLC薄膜涂覆的异形件

  基于异形件表面DLC薄膜全方位快速沉积技术,研究人员将其应用于各种材质的管件(铸铁、不锈钢、铝合金等)、各种形状的管件(直管、弯管、U型管等)内表面DLC薄膜的沉积,并通过系统研究,拓宽了该技术的工艺窗口,掌握了调控DLC薄膜结构、工艺、性能的策略。相关工作发表在Diamond Relat. Mater. (2021, 118, 108552; 2021, 114, 108308)、Surf. Coat. Technol. (2019, 375, 123-131)和Surf. Topogr.: Metrol. Prop. (2018, 6, 034010)上。

  近期,研究人员发展了多管道同时沉积的技术,可实现一次性大批量生产。

图2 DLC薄膜涂覆的直管(304不锈钢、铸铁、铝合金)、弯管以及U型管

  通过结构设计、掺杂以及工艺优化,研究工作可实现DLC薄膜的功能化,如摩擦学性能及超疏水、耐腐蚀(海洋腐蚀、人体体液腐蚀)以及生物相容性等(图3)。相关工作发表在ACS Biomater. Sci. Eng. (2022, 10.1021/acsbiomaterials.1c01370)、Ceram. Int. (2022, 48, 8440–8450)、Diamond Relat. Mater. (2022, 123, 108852)、Carbon (2016, 96, 411-420)、Surf. Coat. Technol. (2016, 304, 150-159)上。

图3 所沉积DLC薄膜的功能化

  以上工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目以及固体润滑国家重点实验室的支持。

打印 责任编辑:江澄

扫一扫在手机打开当前页

© 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002

地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864

电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)

编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn

  • © 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002

    地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864

    电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)

    编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn

  • © 1996 - 中国科学院 版权所有
    京ICP备05002857号-1
    京公网安备110402500047号
    网站标识码bm48000002

    地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
    电话:86 10 68597114(总机)
       86 10 68597289(总值班室)
    编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn