发布时间:2011-04-08 11:03 原文链接: 多尺度强韧化类金刚石碳基薄膜研究与应用取得进展

  中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室薛群基院士和王立平研究员带领的团队在多尺度强韧化类金刚石碳基薄膜研究与应用方面取得了重要进展。

  随着对装备节能减排环境方面要求以及不断提升的高精度、高可靠性和长寿命方面的高标准要求,新一代节能、降耗、低碳型的汽车发动机、核电机械密封系统、压缩机无油润滑系统、纺织机械系统、精密模具、精密传动系统、轴承系统等行业领域,无不体现出对新型强化与润滑一体化表面防护技术的迫切需求。其中,以类金刚石为代表的碳基复合薄膜材料因具有高硬度与低摩擦一体化特性优势,一直是各国低摩擦表面技术领域研究的热点之一。然而,类金刚石碳基复合薄膜存在诸如①韧性低、脆性强以及热稳定性差;②高应力和膜基结合弱;③摩擦学行为受环境影响很大等问题,仍然是制约该类薄膜寿命和可靠性的关键瓶颈。如何在复杂多变的环境条件及特殊工况下发挥该类薄膜材料的优势,已成为急需解决的关键技术问题。

  该研究组采用多功能复合气相沉积技术,基于多层梯度、多元掺杂、多相复合、微/纳织构理念,突破了碳基复合薄膜制备中多尺度强韧化构筑、极端尺寸和形状(极端大/小,复杂形状,输油管内壁等)零部件表面碳基薄膜可靠结合和均匀施镀瓶颈技术,开发了相应的活塞环、发动机挺柱、制冷机活塞、压缩机叶片或滑片、模具等关键零部件表面高性能碳基薄膜技术。揭示了碳基复合薄膜在特殊服役环境下的损伤失效机理,提出影响该类复合薄膜材料的延寿理论和增韧模型。

  相关研究工作得到了科技部“863”项目的支持,近期有6篇论文陆续发表在国际摩擦学知名刊物Tribology Letters上 (2010,38:155-160; 2010, 38: 195-205; 2010, 40: 301-310; 2011, 41: 439-449; 2011, 41: 163-170; 2011, 41: 435-438)。

图1压缩机叶片、制冷机活塞表面多层梯度碳基薄膜技术

图2汽车发动机挺柱表面多尺度强韧化碳基薄膜技术

图3复杂形状管道内壁表面超厚类金刚石碳基薄膜技术

图4大面积沉积超厚类金刚石碳基薄膜技术 

相关文章

中国科大团队在人工神经元突触的量子成像取得重要进展

近日,中国科大郭光灿院士团队孙方稳课题组和国家同步辐射实验室/核科学技术学院邹崇文课题组合作,制备了基于二氧化钒(VO?)相变薄膜的类脑神经元器件,并利用金刚石中氮-空位(NV)色心作为固态自旋量子传......

IPLEX系列内窥镜好搭档,EnerpacSweeney数字式转动工具

在民航发动机维修检测任务中,经常需要对航空发动机的内部进行孔探检测,这是民航发动机检修过程中的重要环节。而为了完善这一环节的检测体验,今天(2023年6月27日),全新EnerpacSweeney数字......

天宫空间站电推进发动机首次实现在轨“换气”

记者20日从中国航天科技集团六院获悉,近日,在天地协同配合下,天宫空间站电推进系统大气瓶完成在轨安装任务,该院801所首次采用“换气”而非“补气”的方式完成电推进系统推进剂——氙气的补充。电推进系统的......

当“火箭发动机”遇到“数字化”

今年,我国计划实施近70次宇航发射,有望再次刷新纪录。高密度的发射对火箭的整体要求近乎苛刻,中国航天如何做到高密度发射下的高成功率?今天的《一线调研实干见闻》,我们就去火箭的“心脏”航天发动机研制团队......

不用一滴油墨便可作画,这款“纸笔”竟这么神

西湖大学仇旻团队用氮化钛和氮化铝钛组成的复合薄膜,作为特殊“纸张”,在其表面利用超快激光进行微纳加工,实现“飞秒激光无墨彩打”,为激光无油墨彩色打印技术的产业化应用提供了新思路。近日,相关研究结果发表......

120吨级大推力液氧煤油发动机完成试车

5日,在位于西安的航天科技集团六院165所,还完成一次120吨级大推力液氧煤油火箭发动机试车,此次试车持续50秒。经过数据判读,发动机性能满足要求,将交付执行今年发射任务的长征七号改火箭,保障今年中国......

生物基平台化合物首次成功制备金刚石纳米线

金刚石纳米线是一种一维的金刚石基纳米碳材料,具有与碳纳米管相媲美的强度,但其应用一直受限于产物结构的无序性。近日,北京高压科学研究中心研究人员以生物基平台化合物脱水粘酸(2,5-呋喃二甲酸)作为反应单......

新一代载人运载火箭发动机研制获重大突破

记者26日从中国航天科技集团六院获悉,我国首型高空型泵后摆大推力液氧煤油发动机近日进行了300秒长程试车,取得圆满成功。该发动机具有比冲高、起动入口压力低等特点,将用于我国新一代载人运载火箭二级动力装......

金刚石热沉片的应用领域有哪些?

金刚石,带隙宽、热导率高、击穿场强高、载流子迁移率高、耐高温、抗酸碱、抗腐蚀、抗辐照,优越的性能使其在高功率、高频、高温领域等方面发挥重要作用,可以说,金刚石是目前最有发展前途的半导体材料之一,其经典......

我国重型火箭整机试车圆满成功

中新网9月6日电据中国航天科技集团有限公司官方微博5日消息,9月5日,中国航天科技集团六院25吨级闭式膨胀循环氢氧发动机首次整机热试车圆满成功,这是世界上最大规模的闭式膨胀循环发动机试车,标志着重型运......