納米表面工程的基本問(wèn)題及其進(jìn)展(已修改)
2025-09-04 17:34 本頁(yè)面
【正文】 納米表面工程的 基本問(wèn)題及其進(jìn)展 Fundament and Progress of Nanosurface Technology 納米表面工程產(chǎn)生的背景 納米表面工程的最新進(jìn)展 納米表面工程中的科學(xué)問(wèn)題 主要內(nèi)容 納米表面工程的內(nèi)涵和特點(diǎn) 表面工程是將材料的表面與基體一起作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用各種表面技術(shù)，使材料的表面獲得材料本身沒(méi)有而又希望具有的性能的系統(tǒng)工程。 什么是表面工程 薄膜技術(shù) 其 它 涂、鍍層技術(shù) 表面改性技術(shù) 表面 工程 一、 納米表面工程產(chǎn)生的背景 隨著納米科技的發(fā)展，微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造日益增多，制造技術(shù)以由亞微米層次進(jìn)入到原子、分子級(jí)的納米層次。納米機(jī)器人、納米鉗、納米電機(jī)、 …… ，此類(lèi)機(jī)電系統(tǒng)涉及到大量的表面科學(xué)表面技術(shù)問(wèn)題，且隨著尺寸減小和表面效應(yīng)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的的表面設(shè)計(jì)和加工方法以不再適應(yīng) 。 要求材料在特殊情況，如超高溫 /低溫、超高壓、高真空、強(qiáng)氧化還原或腐蝕環(huán)境以及存在輻射、聲吸收、信號(hào)屏蔽、承受點(diǎn)載荷等條件下服役的情況越來(lái)越多，由于納米材料在力、電、聲、光、熱、磁方面表現(xiàn)出與宏觀材料不同的特性。因此傳統(tǒng)材料表面納米化顯得特別重要。 二、 納米表面工程的內(nèi)涵和特點(diǎn) 表面含有納米顆粒與原子團(tuán)族 : 2D + 0Dn 納米量級(jí)厚度的薄膜 : 2Dn 什么是“納米表面” 表面含有納米碳管 : 2D + 1Dn 復(fù)合納米表面 : (2D + 0Dn)n, 2Dn + 1Dn, … 納米表面工程是通過(guò)特定的加工技術(shù)賦予材料以納米表面、使表面納米結(jié)構(gòu)化，從而使材料的表面得以強(qiáng)化、改性或賦予表面新功能的系統(tǒng)工程。產(chǎn)生機(jī)敏表面、納米智能表面和表面納米器件。 （潛艇蒙皮、坦克外殼） 與傳統(tǒng)的表面工程相比，其特點(diǎn)是：取決于基體性能的因素被弱化，表面處理、改性和功能化的自由度擴(kuò)大，表面加工技術(shù)的作用更加突出，產(chǎn)品的附加值更高。 三、 納米表面工程的最新進(jìn)展 ? 表面納米超薄膜 ? 納米涂、鍍層 ? 表面超微圖形 ? 超光滑表面 ? 表面納米化 1. 納米單層膜 2. 納米多層疊膜 3. 有序分子膜 31 表面 納米超薄膜 零磨損、超滑： DLC、 NiP非晶膜、 aC、 LB潤(rùn)滑膜； 功能膜：光 電、壓 電、磁性膜、 IC chips、 …. 。 InGaAsInAlAs多層膜有準(zhǔn)三維向準(zhǔn)二維轉(zhuǎn)變中的線性吸收譜圖。圖中曲線上所標(biāo)數(shù)字為 InGaAs膜的厚度。 納米單層膜 納米固體薄膜制備技術(shù) 直流濺射 射頻濺射 磁控濺射 離子束濺射 真空 蒸發(fā) 濺射 沉積 離子鍍 物理氣相沉積 （ PVD） 化學(xué)氣相沉積 （ CVD） 分子束外延 （ MBE） 氣相沉積 電 鍍 法 溶膠 凝膠法 電阻加熱 感應(yīng)加熱 電子束加熱 激光加熱 直流二極型離子鍍 射頻放電離子鍍 等離子體離子鍍 HFCVD PECVD LECVD DC RF MW ECR 熱壁 冷壁 Films of 2Dn single layer Ti(N, C, CN) (V, Al, Nb)N NiCu alloys Al2O3, SiC Cu, Ni, Al, Ag, Au, Diam., DLC bC3N4: E = 349 GPa DLC coated a magic thinfilm disk Liquid lubricant 12 nm DLC 1030 nm Magic coating 2575 nm AlMg/10 ?m NiP or Glassceramic mm 功能薄膜材料研究室 The surface of stretched (12%) video tape with DLClayer with a th
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