类金刚石碳基涂层热稳定性研究进展OA北大核心CSTPCD
类金刚石碳基(Diamond-like Carbon,DLC)涂层性能优异,前景广阔,但热稳定性不足制约了DLC涂层在严苛高温工况下的应用。首先,综述了DLC涂层热稳定性研究方法的发展现状,对比了热处理结合非原位测试、热分析、高温原位测试、模拟计算4种常用研究方法的优劣势。其次,归纳总结了组分、制备方法和退火环境对DLC涂层热稳定性的影响过程和作用机制,发现高sp^(3)含量的无氢DLC涂层呈现出最优异的热稳定性。而不同制备方法通过影响涂层结构、sp^(3)含量、氢含量获得热稳定性各异的DLC涂层。另外,涂层在真空及惰性气体环境中的热稳定性比含氧环境更好。通过异质第三元素掺杂、多层结构、梯度结构,可进一步提高DLC涂层热力学性能。其中,元素掺杂通过改变DLC组分和键态结构,实现对涂层热稳定性的调控;而多层及梯度结构设计主要通过降低涂层应力,突破厚膜关键制备技术,进而提高涂层热稳定性。结合涂层微结构的演变规律,进一步从涂层自身石墨化、氧化、脱氢和剥落行为,阐述了DLC涂层的高温失效机理。最后,对设计和发展DLC高温防护涂层材料技术的共性挑战和未来趋势做了分析展望。
唐紫妍;魏菁;陈仁德;崔丽;郭鹏;汪爱英;
宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波315211 中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,浙江宁波315201中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,浙江宁波315201
金属材料
类金刚石涂层热稳定性高温调控方法微结构特征失效机理
《表面技术》 2024 (020)
P.1-18 / 18
国家自然科学基金杰出青年基金(52025014),国家自然科学基金(U20A20296,52205237)。
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