不同热处理气氛下制备CDC涂层
发布时间：2021-08-14 23:20
碳化物衍生碳（CDC）以其独特的特性被广泛应用在气体存储和摩擦学等领域.氯气刻蚀法制备CDC涂层具有操作简单、成本低、易控制等优点.实验系统研究了热处理气氛中氯气含量对CDC涂层性能的影响,通过激光共聚焦显微镜、高温摩擦磨损试验机、显微硬度仪、划痕仪等检测手段,分析了CDC涂层性能与热处理气氛之间的关系.结果表明,在氯气体积分数为5%～9%条件下1 175℃保温2 h所制备的CDC涂层表面光滑平整、硬度较高、且与基体的结合强度较好.此时CDC涂层的干摩擦因数最小为0.108,耐磨性最强,具有良好的摩擦学性能. CDC涂层显微硬度约为153 HV,明显低于SiC陶瓷的硬度.
【文章来源】：云南大学学报(自然科学版). 2020,42(05)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同刻蚀气氛下所制备的CDC/SiC涂层摩擦曲线Fig.1FrictioncurveofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere
图1不同刻蚀气氛下所制备的CDC/SiC涂层摩擦曲线Fig.1FrictioncurveofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere表2不同刻蚀气氛下制备的CDC涂层摩擦因数Tab.2FrictioncoefficientofCDCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere刻蚀气氛平均摩擦因数Ar3%Cl20.170Ar5%Cl20.114Ar7%Cl20.108Ar9%Cl20.127Ar11%Cl20.1312.3热处理气氛对CDC涂层结合强度的影响采用涂层划痕仪对CDC涂层与SiC基体之间的结合强度进行测试，其结果如图2和表3所示.从图2和表3可知不同的刻蚀气氛下所形成的CDC涂层临界脱落载荷基本在45～55N区间内变化，在φ（Cl2）较小时（3%）CDC涂层容易脱落主要是由于缺少足够的刻蚀源，SiC基体表面所形成的CDC涂层较薄，不够连续.在刻蚀气氛中φ（Cl2）大于5%时，CDC涂层与SiC基体的临界脱落载荷趋于稳定，在Ar5%Cl2时取得最大值，此时CDC涂层与基体结合强度最强.2.4热处理气氛对CDC涂层表面形貌的影响采用LSM800型激光共聚焦显微镜分析CDC/SiC陶瓷复合材料的微观组织，结果如图3所示.从图3中可以看出，随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增大，SiC陶瓷基体表面逐渐形成连续致密性CDC涂层，表面越来越平整.在φ（Cl2）较小的环境下因为缺少刻蚀源，SiC基体上所生长的CDC涂层不够致密，表面较为粗糙（图3（a）），随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增加，CDC涂层逐渐覆盖SiC基体，形成相对较为致密的CDC膜.图2不同刻蚀气氛下所制备的C
蚀气氛下所形成的CDC涂层临界脱落载荷基本在45～55N区间内变化，在φ（Cl2）较小时（3%）CDC涂层容易脱落主要是由于缺少足够的刻蚀源，SiC基体表面所形成的CDC涂层较薄，不够连续.在刻蚀气氛中φ（Cl2）大于5%时，CDC涂层与SiC基体的临界脱落载荷趋于稳定，在Ar5%Cl2时取得最大值，此时CDC涂层与基体结合强度最强.2.4热处理气氛对CDC涂层表面形貌的影响采用LSM800型激光共聚焦显微镜分析CDC/SiC陶瓷复合材料的微观组织，结果如图3所示.从图3中可以看出，随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增大，SiC陶瓷基体表面逐渐形成连续致密性CDC涂层，表面越来越平整.在φ（Cl2）较小的环境下因为缺少刻蚀源，SiC基体上所生长的CDC涂层不够致密，表面较为粗糙（图3（a）），随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增加，CDC涂层逐渐覆盖SiC基体，形成相对较为致密的CDC膜.图2不同刻蚀气氛下所制备的CDC/SiC涂层划痕曲线Fig.2ScratchcurveofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere表3不同刻蚀气氛下制备的CDC/SiC涂层脱落的临界载荷Tab.3CriticalsheddingloadofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere刻蚀气氛临界载荷/NAr3%Cl246.00Ar5%Cl255.50Ar7%Cl253.50Ar9%Cl254.15Ar11%Cl252.80图3不同刻蚀气氛下所制备的CDC涂层微观形貌Fig.3MorphologyofCDCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere938云南大学学报（自然科学版）http://www.yndxxb.ynu.edu.cn第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷掺杂的介孔碳材料作为高效氧还原电催化剂（英文）[J]. 赵挥,胡忠攀,朱运培,葛丽,袁忠勇. Chinese Journal of Catalysis. 2019(09)
[2]不同形貌的生物质衍生碳材料钠离子电池负极材料的制备及其电化学性能研究[J]. 黄剑锋,李倩颖,李嘉胤,曹丽云. 陕西科技大学学报. 2019(02)
[3]纳米碳材料催化氧化反应的研究进展[J]. 张栋,何静,吴磊,苏琼,庞少锋,王彦斌. 当代化工研究. 2019(02)
[4]机械加工和表面粗糙度对金属材料硬度测试数据的影响[J]. 郑远谋. 理化检验(物理分册). 2000(11)
本文编号：3343366
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不同刻蚀气氛下所制备的CDC/SiC涂层摩擦曲线Fig.1FrictioncurveofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere
图1不同刻蚀气氛下所制备的CDC/SiC涂层摩擦曲线Fig.1FrictioncurveofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere表2不同刻蚀气氛下制备的CDC涂层摩擦因数Tab.2FrictioncoefficientofCDCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere刻蚀气氛平均摩擦因数Ar3%Cl20.170Ar5%Cl20.114Ar7%Cl20.108Ar9%Cl20.127Ar11%Cl20.1312.3热处理气氛对CDC涂层结合强度的影响采用涂层划痕仪对CDC涂层与SiC基体之间的结合强度进行测试，其结果如图2和表3所示.从图2和表3可知不同的刻蚀气氛下所形成的CDC涂层临界脱落载荷基本在45～55N区间内变化，在φ（Cl2）较小时（3%）CDC涂层容易脱落主要是由于缺少足够的刻蚀源，SiC基体表面所形成的CDC涂层较薄，不够连续.在刻蚀气氛中φ（Cl2）大于5%时，CDC涂层与SiC基体的临界脱落载荷趋于稳定，在Ar5%Cl2时取得最大值，此时CDC涂层与基体结合强度最强.2.4热处理气氛对CDC涂层表面形貌的影响采用LSM800型激光共聚焦显微镜分析CDC/SiC陶瓷复合材料的微观组织，结果如图3所示.从图3中可以看出，随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增大，SiC陶瓷基体表面逐渐形成连续致密性CDC涂层，表面越来越平整.在φ（Cl2）较小的环境下因为缺少刻蚀源，SiC基体上所生长的CDC涂层不够致密，表面较为粗糙（图3（a）），随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增加，CDC涂层逐渐覆盖SiC基体，形成相对较为致密的CDC膜.图2不同刻蚀气氛下所制备的C
蚀气氛下所形成的CDC涂层临界脱落载荷基本在45～55N区间内变化，在φ（Cl2）较小时（3%）CDC涂层容易脱落主要是由于缺少足够的刻蚀源，SiC基体表面所形成的CDC涂层较薄，不够连续.在刻蚀气氛中φ（Cl2）大于5%时，CDC涂层与SiC基体的临界脱落载荷趋于稳定，在Ar5%Cl2时取得最大值，此时CDC涂层与基体结合强度最强.2.4热处理气氛对CDC涂层表面形貌的影响采用LSM800型激光共聚焦显微镜分析CDC/SiC陶瓷复合材料的微观组织，结果如图3所示.从图3中可以看出，随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增大，SiC陶瓷基体表面逐渐形成连续致密性CDC涂层，表面越来越平整.在φ（Cl2）较小的环境下因为缺少刻蚀源，SiC基体上所生长的CDC涂层不够致密，表面较为粗糙（图3（a）），随着刻蚀气氛中φ（Cl2）的增加，CDC涂层逐渐覆盖SiC基体，形成相对较为致密的CDC膜.图2不同刻蚀气氛下所制备的CDC/SiC涂层划痕曲线Fig.2ScratchcurveofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere表3不同刻蚀气氛下制备的CDC/SiC涂层脱落的临界载荷Tab.3CriticalsheddingloadofCDC/SiCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere刻蚀气氛临界载荷/NAr3%Cl246.00Ar5%Cl255.50Ar7%Cl253.50Ar9%Cl254.15Ar11%Cl252.80图3不同刻蚀气氛下所制备的CDC涂层微观形貌Fig.3MorphologyofCDCcoatingspreparedunderdifferentetchingatmosphere938云南大学学报（自然科学版）http://www.yndxxb.ynu.edu.cn第42卷
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷掺杂的介孔碳材料作为高效氧还原电催化剂（英文）[J]. 赵挥,胡忠攀,朱运培,葛丽,袁忠勇. Chinese Journal of Catalysis. 2019(09)
[2]不同形貌的生物质衍生碳材料钠离子电池负极材料的制备及其电化学性能研究[J]. 黄剑锋,李倩颖,李嘉胤,曹丽云. 陕西科技大学学报. 2019(02)
[3]纳米碳材料催化氧化反应的研究进展[J]. 张栋,何静,吴磊,苏琼,庞少锋,王彦斌. 当代化工研究. 2019(02)
[4]机械加工和表面粗糙度对金属材料硬度测试数据的影响[J]. 郑远谋. 理化检验(物理分册). 2000(11)
本文编号：3343366
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