碳基薄膜的多元纳米复合与低摩擦纳米表面协同效应机理

基本信息
批准号:51302116
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:周升国
学科分类:
依托单位:江西理工大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:马利秋,李家节,丁能文,梁瑜,李剑波
关键词:
碳基薄膜协同效应纳米表面多元纳米复合低摩擦
结项摘要

Due to high reliability,high precision, high efficiency and long lifetime requirements for modern mechanical components, it is of extreme significance to develop new protective films with high hardness, strong toughness and low friction as well as low tribological environment sensitivity, this project puts forwards to the research on the microstructure design and tribological performances of multiple nanocomposite carbon-based films. Firstly, by tailoring the microstructure, component characteristic, interface synergistic effect combined with multi-functional physical vapor deposition system to construct multiple nanocrystallites/amorphous microstructure carbon-based films. Furthermore, the first-principles calculation and finite element method computer simulations combined with characterization technique wil be used to systemically disclose the mechanism of nanosurface with low shearing strength. At last, the design criteria will be proposed to construct new protective and anti-friction carbon-based films by synergistic effects of multiple nanocomposite structure and nanosurface with low friction. The applicant and our research group have accumulated rich experiences and obtained some important results in this field, and the required foundation and conditions of this project are ready.

鉴于现代装备的高可靠、高精度、高传输效率及长寿命等苛刻要求,使得对兼有高硬度、强韧性、低摩擦和多环境适应性能于一体的新型功能防护薄膜材料的需求极其迫切,本项目拟深入开展碳基薄膜的多元纳米复合微结构设计及其摩擦学行为研究。首先通过微观结构调控、组分功能协同和多界面效应并结合复合物理气相沉积工艺优化构筑多元纳米复合非晶微结构形式的碳基薄膜;进而采用表征技术结合第一性原理、有限元模拟系统研究多元纳米复合碳基薄膜的热动力学驱动摩擦原位形成低剪切纳米表面机理;最终提出利用多元纳米复合微结构与低摩擦纳米表面协同效应机制构筑高性能新型功能防护和减摩抗磨一体化薄膜材料的设计准则。申请人及其团队在该领域内已积累丰富的研究经验并取得重要阶段性研究结果,具备完成此项目的基础和条件要求。

项目摘要

本项目深入开展碳基薄膜的多元金属引入纳米/非晶复合微结构与低剪切纳米表面的设计研究工作。首先通过金属特性调控微观结构、组分功能协同等并结合复合物理气相沉积工艺优化构筑具有多元纳米/非晶复合微结构形式的碳基薄膜;进而采用表征技术结合第一性原理等手段系统研究多元纳米复合碳基薄膜的热动力学驱动摩擦原位形成低剪切纳米表面机理;最终实现利用多元纳米/非晶复合微结构与低摩擦纳米表面协同效应机制构筑高性能新型功能防护和减摩抗磨一体化薄膜材料。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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