掺杂改性氮化物基薄膜摩擦、腐蚀与抗菌性能的研究进展OA北大核心

由于PVD硬质薄膜与金属之间有着较高的黏附强度,且薄膜具有致密结构以及良好的力学、耐磨和耐腐蚀性,同时能够隔绝腐蚀环境中的盐分与材料表面直接接触,因此在其表面沉积具有优异磨损腐蚀和抗菌特性的防护薄膜可以保障金属材料在磨损/腐蚀环境中的长期使用。从传统的二元氮化物薄膜入手,针对薄膜耐磨、防腐与抗菌性能日益增长的需求,综述了Si、C、Mo与Ag元素掺杂对PVD氮化物薄膜在空气与水环境中的摩擦学特性、在盐溶液与海水中的电化学腐蚀与磨损腐蚀特性,以及静态抗菌与摩擦诱导抗菌性能的影响。传统二元的氮化物薄膜已经逐渐发展为多元的CrMoSiCN基薄膜,在这个过程中,重点分析了不同三甲基硅烷反应气体流速与Si、Mo、Ag靶材溅射电流下,薄膜的力学性能与摩擦学特性之间的紧密关联;阐述了薄膜在腐蚀性溶液中磨粒磨损、氧化磨损与电化学腐蚀之间的协同耦合关系;阐明了不同Mo、Ag元素含量下,薄膜的抗微生物黏附与抗菌特性的演变机理。指出多元氮化物基薄膜在盐溶液中的摩擦因数与磨损腐蚀材料损失受到薄膜中Si、Mo与Ag元素掺杂量变化的强烈影响,摩擦过程中的氧化与腐蚀产物有效增强了薄膜的自润滑与减磨特性;而含Mo、Ag氮化物基薄膜的杀菌能力主要与磨痕表面氧化物MoO_(x)的形成和Ag^(+)在菌液中的释放、扩散相关。