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AlN/TiSiN纳米多层膜的微观组织和力学性能研究?

陈朋灿 , 李伟 , 卢建富 , 刘平 , 张柯 , 马凤仓 , 刘新宽 , 陈小红 , 何代华

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.11.017

采用TiSi复合靶和 Al 靶,用射频磁控溅射工艺沉积不同 TiSiN 层厚度的 AlN/TiSiN 纳米多层膜.采用 X 射线衍射仪(XRD )、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕仪研究了不同 TiSiN 层厚度对 AlN/TiSiN 纳米多层膜的微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着TiSiN层厚度的增加,AlN 相的结晶程度先增加后降低,涂层的硬度先提高后降低,当 TiSiN 层厚度为0．5 nm时具有最高的硬度和弹性模量.HRTEM观测可知,在TiSiN层厚度为0．5 nm 时,TiSiN 层在 AlN层的模板作用下呈密排六方结构,并与 AlN 层呈共格外延生长,薄膜的强化主要与共格外延生长结构有关.

关键词: AlN/TiSiN 纳米多层膜 , 微观结构 , 力学性能 , 共格外延生长

铜箔表面化学气相沉积少层石墨烯

宋瑞利 , 刘平 , 张柯 , 刘新宽 , 陈小红 , 李伟 , 马凤仓 , 何代华

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2016.01.018

利用化学气相沉积法(CVD法),在金属基底上生长大面积、少层数和高质量的石墨烯是近年来研究的热点.本研究采用CVD法,在常压高温条件下,以氩气为载体、氢气为还原气体、乙烯为碳源,在铜箔表面生长石墨烯.通过扫描电子显微图(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼图谱(Raman)分析,发现铜箔表面质量和石墨烯的生长时间对石墨烯的层数和缺陷有较大影响.用20％的盐酸去除铜箔表面的保护膜和Cu2O等杂质,铜箔在1000℃下退火60min可以使铜箔晶粒尺寸增大以及改善铜箔表面的形貌.研究发现生长时间为60s和90s时,制备的石墨烯薄膜对称性良好且层数较少.其中,生长时间为90s时,拉曼表征石墨烯的ID/IG值为0.7,表明其缺陷比较少.

关键词: 石墨烯 , 铜箔 , 化学气相沉积法 , 盐酸 , 生长时间

CrAlN/WS2纳米多层膜的微观结构和力学性能研究?

刘京京 , 李伟 , 孟佳 , 刘平 , 张柯 , 马凤仓 , 刘新宽 , 陈小红 , 何代华

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.12.019

采用反应磁控溅射工艺在Si基体上沉积了不同调制周期的CrAlN/WS2纳米多层膜,采用 X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、纳米压痕仪和 HSR-2M涂层摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜(SEM),研究了调制周期对CrAlN/WS2纳米多层膜微观结构和力学性能的影响.研究结果表明,WS2层厚度低于0．8 nm时,六方结构的 WS2在CrAlN的模板作用下转变为B1-NaCl型面心立方结构并与 CrAlN 层发生共格外延生长,使薄膜得到强化,在 WS2层厚度为0．8 nm 时,薄膜硬度和弹性模量达到最大,分别为37．3和341．2 GPa.随着 WS2层厚度的进一步增加,WS2又转变回六方结构,使薄膜共格外延生长结构破坏,结晶度降低,耐磨性增强,硬度和弹性模量减小.CrAlN/WS2纳米多层膜的摩擦系数均在0．2~0．3之间,远低于单层CrAlN的摩擦系数的0．6,磨损率亦明显减小.获得了综合力学性能优异的CrAlN/WS2纳米多层膜.

关键词: CrAlN/WS2纳米多层膜 , 微观结构 , 力学性能 , 共格外延生长

磁控溅射法制备AlxCoCrFeNi高熵合金薄膜的微观组织和力学性能研究

黄纯可 , 李伟 , 刘平 , 张柯 , 马凤仓 , 刘新宽 , 陈小红 , 何代华

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.06.026

利用磁控溅射工艺制备了不同Al含量的(0~20%(原子分数))AlCoCrFeNi高熵合金薄膜,研究了Al含量对AlCoCrFeNi高熵合金薄膜微观结构和力学性能的影响.结果表明,Al元素的加入,使得原CoCrFeNi四元合金薄膜中的(200)峰消失,AlxCoCrFeNi薄膜呈现出(111)晶面的择优生长取向.AlxCoCrFeNi合金薄膜形成了面心立方单一均匀的固溶体.Al元素的加入起到了固溶强化的作用,使AlxCoCrFeNi薄膜硬度相对于CoCrFeNi合金薄膜整体提高了1~2 GPa.当Al含量为0.8时,薄膜的柱状晶宽度达到最小,Al0.8CoCrFeNi薄膜在Hall-Petch关系作用下硬度显著增加,达到最大值18.7 GPa.

关键词: AlxCoCrFeNi高熵合金薄膜 , 微观组织 , 力学性能 , 磁控溅射

应用随机寡核苷酸文库修饰磁性颗粒提高血浆蛋白质的鉴定覆盖度

邓楠 , 梁振 , 边阳阳 , 张明建 , 张柯 , 张丽华 , 张玉奎

色谱 doi:10.3724/SP.J.1123.2016.10012

基于随机寡核苷酸与蛋白质之间的离子、亲和、疏水、氢键等相互作用力及多种空间结构作用,发展了一种基于随机寡核苷酸文库作为配基的新型血浆样品处理方法.采用寡核苷酸文库修饰的磁性颗粒(MNP@ssDNA)材料,在生理缓冲体系条件下捕获血浆样品中的蛋白质.比较了两种洗脱体系的洗脱效果,并利用nano-RPLC-ESI-MS/MS对获得的蛋白质酶解液组分进行分析.结果表明,MNP@ssDNA材料处理后的血浆蛋白质鉴定数量提升了约29.5%,两种洗脱体系呈现良好的互补性(26.7%).血浆中前10种高丰度蛋白质的谱图占有率从处理前的31.82%降低到21.31%(洗脱体系1)和26.20%(洗脱体系2).在鉴定到的蛋白质中,丰度最低的蛋白质在血浆中的质量浓度约为0.29 ng/mL,该蛋白质仅在MNP@ssDNA材料处理后被鉴定到.结果证明MNP@ssDNA策略不仅能有效降低血浆中高丰度蛋白质的丰度,也为低丰度蛋白质的深度挖掘提供了新的思路.

关键词: 随机寡核苷酸文库 , 血浆 , 蛋白质 , 高丰度 , 低丰度 , 谱图数量

一种常温高效脱脂剂

谷中芳 , 杨立会 , 张柯 , 王晓玲 , 李小云

腐蚀与防护

研究了一种常温下使用的化学脱脂剂。结果表明，氢氧化钠10g／L、硅酸钠8g／L、碳酸钠6g／L、多聚磷酸钠5g／L、焦磷酸钠1g／L、柠檬酸钠8g／L、磷酸钠10g／L、十二烷基苯磺酸钠12g／L时，脱脂率达到99％。试验所得脱脂剂优化配方，较其它脱脂工艺温度有所降低，防腐蚀、防锈性能大为提高，还是一条经济节约、绿色环保的工艺路线。

关键词: 脱脂剂 , 化学脱脂 , 脱脂率

淬火-碳分配-回火钢的低温组织和性能

周澍 , 张柯 , 顾剑锋 , 戎咏华

材料热处理学报

Fe-0.25C-1.5Mn-1.2Si-1.5Ni-0.05Nb（质量分数,%）钢通过淬火-碳分配-回火（Q-P-T）工艺抗拉强度可达1250 MPa以上兼具良好塑性（大于17%）,显微组织为位错型板条马氏体、微合金碳化物和薄片状残留奥氏体。通过低温拉伸试验分析了Q-P-T钢在-85～25℃下的力学性能并采用透射电镜观察了试样在25℃和-85℃时拉伸前后的显微组织。结果表明,Q-P-T钢在-70～25℃时显示了良好的低温力学性能,仅当拉伸温度低于-70℃时试样塑性开始出现大幅下降;残留奥氏体在未变形前具有良好的低温稳定性,但在变形过程中会发生马氏体相变,产生相变诱发塑性（TRIP）效应,这是Q-P-T钢具有高强度和良好塑性的主要原因。

关键词: 淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工艺 , 残留奥氏体 , TRIP效应 , 碳化物 , 马氏体

退火对ZnO/Cu/ZnO透明导电薄膜性能的影响

李文英 , 钟建 , 张柯 , 汪元元 , 尹桂林 , 何丹农

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.01.008

室温下利用磁控溅射制备了ZnO/Cu/ZnO透明导电薄膜,采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、霍尔效应测量仪和紫外-可见分光光度计研究了薄膜的结构、形貌、电学及光学等性能与退火温度之间的关系.结果表明:退火前后薄膜均具有ZnO(002)择优取向,随着退火温度的升高,薄膜的晶化程度、晶粒粒径及粗糙度增加,薄膜电阻率先降低后升高,光学透过率和禁带宽度先升高后降低.150℃下真空退火的ZnO/Cu/ZnO薄膜的性能最佳,最高可见光透光率为90.5％,电阻率为1.28×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.10×1021 cm-3.

关键词: 退火 , ZnO , Cu , 透明导电薄膜

温敏性羟丙基壳聚糖的制备及其性能

江志强 , 王征科 , 张柯 , 李友良 , 胡巧玲

材料科学与工程学报

本文通过对甲壳素脱乙酰制得壳聚糖,并利用“冷冻爆破法”制备了壳聚糖溶液,在该溶液体系中采用环氧丙烷作为醚化剂,在碱催化下与壳聚糖进行反应,成功地在均相反应体系中制备了羟丙基壳聚糖.利用核磁共振氢谱(1 H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了产物的结构,并利用紫外可见分光光度计(UV-vis)测试了羟丙基壳聚糖的温敏性能.结果表明,壳聚糖脱乙酰度为75％左右,制备得到的羟丙基壳聚糖取代度(DS)为2.47,具有可逆的温度响应性.

关键词: 羟丙基壳聚糖 , 温敏聚合物 , 均相反应 , 氢氧化锂

残余奥氏体增强低碳Q-P-T钢塑性的新效应

王颖 , 张柯 , 郭正洪 , 陈乃录 , 戎咏华

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00042

低碳Fe-0.25C-1.48Mn-1.20Si-1.51Ni-0.05Nb (质量分数, %) 钢通过新型Q-P-T工艺处理后获得高的抗拉强度和良好延伸率的综合性能. 对该低碳Q-P-T钢在拉伸过程中残余奥氏体含量的XRD 测定和形变孪晶马氏体的TEM观测, 证明了相变诱发塑性(TRIP) 效应的存在. 基于形变过程中马氏体和残余奥氏体中的平均位错密度测定和 TEM的观察, 验证了在中碳钢中最新发现的残余奥氏体吸收位错(DARA) 新效应在低碳钢中同样存在, 由此提出了DARA效应产生的条件, 阐明了残余奥氏体增强高强度钢塑性的机制.

关键词: 高强度钢 , quenching-partitioning-tempering (Q-P-T) process , average dislocation density , retained austenite , effect of dislocation absorption by retained austenite (DARA)

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