Amorphous, ultra-nano- and nano-crystalline tungsten-based coatings grown by Pulsed Laser Deposition: mechanical characterization by Surface Brillouin Spectroscopy
脉冲激光沉积允许获得具有不同纳米结构的W和W-Ta合金涂层，通过X射线衍射监测。这种结构和弹性性能之间的相关性进行了研究，通过调整沉积过程中的气体压力，退火温度和Ta浓度获得的非晶状，超纳米和纳米晶涂层。充分的弹性表征实现表面布里渊光谱，解释各向同性和各向异性的薄膜模型。在几十Pa的He气压下获得了类非晶态涂层。与体W相比，它们具有较低的刚度，约60%，与质量密度密切相关（低约40%）。在纳米晶制度的刚度更相关的平均晶粒尺寸，接近体积值增加微晶尺寸。非晶类涂层的真空退火导致超纳米晶种的成核，其嵌入具有质量密度和刚度的中间值的非晶基质中。这里，刚度是由晶体尺寸和密度之间的相互作用产生的。与Ta合金化导致与纳米晶制度中的杠杆规则一致的性质，并且当干扰晶体生长的较高Ta浓度诱导超纳米晶体结构时偏离该规则。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Plackett-Burman experimental design for pulsed-DC-plasma deposition of DLC coatings
研究了脉冲直流化学气相沉积工艺参数对马氏体钢基体上沉积类金刚石碳（DLC）涂层的沉积速率、力学性能和残余应力的影响。为此，Plackett-Burman实验设计和Pareto图被用来确定最重要的工艺参数，如沉积时间，甲烷流量，腔室压力，功率，脉冲频率，衬底粗糙度和钛薄膜的厚度。通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对预先用氩等离子体清洁的基底表面和DLC涂层进行了表征。采用纳米压痕法和帽状研磨法分别测定了类金刚石薄膜的力学性能（弹性模量和硬度）和残余应力。最后，对不同工艺参数的相对影响的原因进行了讨论.
2015-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of mechanical properties of Ag/W1-xTixB2.5 and pure silver coatings deposited by PLD/HIPIMS method
Institute of Fundamental Technological Research POLISH ACADEMY OF SCIENCES（波兰科学院基础技术研究所）；Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering（华沙理工大学材料科学与工程学院）
本研究通过PLD和HiPIMS制备Ag/WB2.5、Ag/W0.76Ti0.24B2.5及纯银涂层，对比发现Ag/W0.76Ti0.24B2.5涂层耐磨性、附着力和耐腐蚀性均表现优异，是性能优良的复合涂层。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Force Microscopy Wear Characterization for Metallic Stent Polymer Coatings
原子力显微镜（AFM）已成为一个强大的和多功能的工具，调查当地的机械性能。此外，它已成为可能，利用AFM针尖样品相互作用，扰动，我转，修改软样品，如聚合物的表面。准确了解它们对连续AFM扫描的响应有助于设计具有理想机械性能的新材料。在本文中，我们提出了一种新的方法来研究两种不同类型的聚合物，如聚（甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚（L-乳酸）（PLLA）的磨损性能所获得的结果。这些聚合物已被广泛应用于生物医学应用，最近被认为是冠状动脉金属支架涂层的良好候选者。
2004-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Correlated evolution of structure and mechanical loss of a sputtered silica film
非晶涂层中的能量耗散严重影响高精度光学和量子传感器。为了隔离涂层损失的来源，我们进行了广泛的研究拉曼散射和热处理的溅射二氧化硅涂层的机械损失。我们的研究结果表明，损失与人口的三元环的Si-O $_4$四面体单元，并支持的证据表明，热处理降低了亚稳态的密度分离的特征能量约为0.5 eV，有利于增加的状态分离较小的活化能。最后，我们得出结论，三重环参与的松弛机制，只有当它们属于更复杂的链状结构的10至100四面体。
2017-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Structure of Amorphous Optical Coatings of TiO$_2$-doped GeO$_2$ by Grazing-Incidence Total X-ray Scattering Measurements
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；Northeastern University（东北大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Xerion Advanced Battery Corp.（Xerion先进电池公司）；California Institute of Technology（加州理工学院）
通过掠入射X射线对分布函数测量和原子结构建模，研究了TiO$_2$掺杂GeO$_2$非晶薄膜中Ti浓度和退火对短程和中程有序的影响，发现退火减少边共享和面共享多面体连接，与机械损耗降低最相关。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci
A new method of probing mechanical losses of coatings at cryogenic temperatures
提出了一种在1-100 MHz频率范围和低温下探测金属和电介质涂层的机械损耗并比较相应沉积过程的新方法。该方法基于使用极高质量的石英声学腔，其内部损耗比当今任何可用的涂层都低几个数量级。该方法被证明为铬，铬/金和多层钽/二氧化硅涂层。已发现${\rm Ta}_2{\rm O}_5/{\rm Si}{\rm O}_2$涂层在4 { \rm K}下接近30 { \rm MHz}时表现出比$1.6\times10^{-5}$低的损耗角。将结果与先前的测量结果进行比较。
2016-05-25 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Mechanical and Surface Characterization of Diamond-Like Carbon Coatings onto Polymeric Substrate
在这篇硕士论文中，类金刚石碳DLC/Cr双层系统，厚度高达1278 nm的ABS，玻璃和Si基板上形成。采用氧等离子体清洗工艺对基片表面进行处理。采用磁控溅射法制备了作为缓冲层的铬薄膜。以甲烷和氢气为反应物，采用脉冲直流等离子体增强化学气相沉积法制备了类金刚石碳。采用Plackett-Burman实验设计，研究了沉积工艺参数对涂层厚度、沉积速率、内应力、接触角、粗糙度、摩擦系数和磨损率的影响。独立变量是功率、腔室压力、沉积时间、气体的总通量、反应物气体的组成和氧等离子体清洁条件。报道的内在应力值在0.13-0.78 GPa之间。通过研磨具有限定几何形状的帽罩来进行耐磨性测量。在1 E-14至1 E-15 m^3/Nm范围内实现了低磨损率。在不同的相对湿度，范围为20至80%的氮气环境下，所获得的涂层的摩擦，使用具有碳化钨球的纳米摩擦计测量。结果表明，摩擦系数随相对湿度的增大而增大。报告了摩擦系数为0.12至0.24的值。. DLC涂层的主要目的是改善ABS的耐磨性和摩擦学行为，以提高其在汽车、医疗、家用和纺织等应用中的耐用性。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Bi addition on the property of Ag-Bi nano-composite coatings
银涂层由于其优异的导电性能而被广泛应用于许多工业领域。然而，银涂层较差的机械性能阻碍了其更广泛的应用。为了提高银铋纳米复合镀层的力学性能，本文采用新型离子共放电方法制备了银铋纳米复合镀层。系统研究了涂层的微观结构、力学性能、导电性能和抗菌性能。结果表明，在镀银溶液中加入适量的含Bi溶液后，可原位生成Ag-Bi纳米粒子，并使其均匀分布于镀层基体中，从而显著提高镀层的力学性能。与纯Ag镀层相比，Ag-Bi镀层的硬度提高了60%。Ag-Bi镀层的耐蚀性也得到了提高。这项研究成果可能会在电子、珠宝、航空航天等行业得到更广泛的应用。
2017-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Microstructure and properties of Cu-Sn-Zn-TiO2 Nano-composite coatings on mild steel
Cu-Sn-Zn镀层具有良好的导电性、耐蚀性和可焊性等优点，在工业上得到了广泛的应用。为了进一步提高Cu-Sn-Zn镀层的力学性能，采用粉末强化法制备了不同TiO 2含量的Cu-Sn-Zn-TiO 2纳米复合镀层。采用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了Cu-Sn-Zn-TiO 2纳米复合镀层的微观结构。研究了涂层的力学性能，包括显微硬度和耐磨性。结果表明，纳米TiO 2的加入对Cu-Sn-Zn镀层的性能有显著影响。添加1g/L的TiO 2后，Cu-Sn-Zn镀层的显微硬度由330 HV提高到383 HV。涂层的耐蚀性也得到了提高。研究了TiO 2纳米粒子浓度对Cu-Sn-Zn-TiO 2纳米复合镀层的组织结构、力学性能和耐蚀性的影响。
2017-12-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Measurement of the mechanical loss of a cooled reflective coating for gravitational wave detection
测量了离子束溅射SiO $_2$和Ta $_2$ O $_5$多层介质反射膜在冷却镜中的机械损耗。该损耗几乎与温度（4 K $\sim$ 300 K）、频率、光学损耗和涂层引起的应力以及制造工艺的细节无关。丢失角为$(4 \sim 6) \times 10^{-4}$。这种损耗的温度独立性意味着涂层热噪声的幅度与温度的平方根成比例，这在任何精确测量中都是一个严格的限制。蓝宝石反射镜在20 K下满足甚至未来的地面干涉引力波探测器项目（例如LCGT）的热噪声要求。
2006-07-22 cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Mechanical Ringdown Studies of Large-Area Substrate-Transferred GaAs/AlGaAs Crystalline Coatings
我们研究了GaAs/AlGaAs多层膜的弹性损耗，以帮助确定这些涂层对未来引力波探测器的适用性。我们测量了大（$\approx 70$ -mm直径）基板转移结晶涂层样品与改进的基板抛光和粘结方法。弹性损耗，当分解成体积和剪切贡献，被证明是完全从体积损耗，$ϕ_{\mathrm{Bulk}} = (5.33 \pm 0.03)\times 10^{-4}$，与$ϕ_{\mathrm{Shear}} = (0.0 \pm 5.2) \times 10^{-7}$。这些结果预测的涂层损失的8毫米直径的涂层在一个35毫米长的腔体与250- $μ$米的斑点大小（半径）为$ϕ_{\mathrm{coating}} = (4.78 \pm 0.05) \times 10^{-5}$，与公布的结果从直接热噪声测量的$ϕ_{\mathrm{coating}} = (4 \pm 4) \times 10^{-5}$。粘结缺陷被证明对整体弹性损失的影响很小。
2018-11-14 cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Absolute radiation tolerance of amorphous alumina coatings at room temperature
研究PLD制备的非晶Al2O3涂层经高能离子辐照后的结构与硬度变化，证明其在全剂量范围保持非晶且性能稳定，是LFR等下一代核反应堆的候选防护涂层。
2023-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Effects of mixing and annealing on the optical and mechanical properties of TiO$_{2}$:Ta$_{2}$O$_{5}$ amorphous coatings
非晶态钛钽混合涂层是引力波探测器布拉格反射器的关键部件。在涂层中获得最低可能的光学吸收和机械损耗值对于GWD是至关重要的，并且这需要对涂层沉积和沉积后退火进行复杂的优化。本文系统地研究了用离子束溅射法生长的非晶态二氧化钛-钽氧化物混合薄膜的光学性质和内耗。我们认为涂层与六种不同的阳离子混合比，我们研究他们都在沉积和退火状态。通过利用光谱椭偏数据和建模，以及辅助技术，我们检索了在很宽的光谱范围内的涂层的介电函数。当改变混合比并进行退火时，我们发现上述大多数性质的单调趋势。值得注意的是，退火后的Urbach能量显示出对于约20%的混合比的确定的最小值，非常接近于显示出对于GWD应用的最低光学吸收的涂层的组成。我们认为，所观察到的最低Urbach能量不仅取决于混合比，但也对退火参数。另一方面，最小涂层损失角被发现是弱依赖于所考虑的测量频率，并位于一个相当宽的范围内的Ti含量，这表明，搜索一个绝对最小的沉积后退火，而应寻求在研究中的最佳退火参数为每个特定的阳离子比例考虑。这项工作构成了一个参考的非晶混合二氧化钛-钽涂层的光学性能，并突出了Urbach能量的高性能布拉格反射器的材料的优化过程中的相关性。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The mechanics of glass and functionalised glass surfaces
玻璃对接触产生的表面缺陷高度敏感。表面裂纹威胁其机械强度和视觉外观。通过接枝或涂覆实现玻璃功能化的最新趋势使表面发挥了更加突出的作用。因此，必须详细考虑耦合表面物理化学和机械响应的玻璃表面力学，以优化玻璃加工和产品。本文综述了玻璃表面力学领域的一些最新进展，特别强调了硅酸盐玻璃的局部延展性和薄膜和涂层的机械稳定性。
2005-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Elucidating the impact of point defects on the structural, electronic, and mechanical behaviour of chromium nitride
Advanced Research Center for Nanolithography（先进纳米光刻研究中心）
本研究通过密度泛函理论对比CrN2与CrN中缺陷的影响，发现CrN2对缺陷敏感导致力学软化，而CrN金属性可屏蔽缺陷，氢致退化、氧增强硬度，为涂层设计提供指导。
2025-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the surface energy of fluorinated diamond-like carbon coatings via plasma immersion ion implantation plasma-enhanced chemical vapor deposition with 1,1,1,2-tetrafluoroethane
本文提出利用PIII-PECVD和1,1,1,2-四氟乙烷制备氟掺杂类金刚石碳涂层，实现氟含量高达40%，并证实氟掺入可降低表面能，适用于生物医学和抗污损表面。
2025-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of VMoNO as a function of oxygen concentration: toward development of hard and tough refractory oxynitrides
提高韧性是耐磨耐火陶瓷涂层开发的核心目标。广泛的理论和实验研究表明，NaCl结构的VMoN合金表现出令人惊讶的高延展性与高硬度和韧性相结合。然而，在操作过程中，保护涂层不可避免地氧化，这是一个可能损害材料特性和性能的问题。在这里，我们探讨了氧化在改变VMoN性能的作用。采用密度泛函理论和理论本征硬度模型研究了立方相V_（0.5）Mo_（0.5）N_（1-x）Ox固溶体的力学行为与氧浓度x的关系。弹性常数和本征硬度的计算表明，氧化不会降低V0.5Mo0.5N的机械性能。电子结构分析表明，氧的存在降低了共价键的字符，这稍微降低合金的强度和固有硬度。然而，金属d-d状态的特征，这是至关重要的允许塑性形变和提高韧性，保持不受影响。总的来说，我们的研究结果表明，VMoNO氮氧化物，与氧浓度高达50%，具有高的固有硬度，同时仍然是延展性。
2019-11-11 cond-mat.mtrl-sci
High temperature mechanical properties and microstructure of hard TaSiN coatings
采用纳米压痕法测量了反应磁控溅射TaSiN涂层的室温和高温力学性能（25 ~ 500 ℃）。断裂韧性也进行了评估，在类似的温度范围内使用微柱分裂方法。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）分析，研究了氮浓度对TaSiN涂层高温试验前后相组成和显微结构的影响。XRD谱显示六方$γ$ -Ta 2N为主相的宽峰，较高的N含量出现立方$δ$ -TaN相。相组成在500 ℃测试前后保持不变。然而，在高温测试之后，TEM分析显示存在氧化物表面层，其厚度随着N含量降低（从42至15 nm），这是由于残余氧扩散，其取代氮以形成非晶SiOx。在富氧化物的表面层之下，涂层表现出稳定的纳米晶柱状微观结构。硬度和断裂韧性随着N含量的增加而增加，最初是由于在晶界处形成无定形Si-N组织，并且对于甚至更高的N含量，是由于硬立方$δ$ -TaN相的出现。在500 ℃下的硬度仅下降了15%，而断裂韧性遵循相反的趋势，由于随温度的塑性增加。最佳成分为Ta_（55）Si_（10）N_（35），在500 ℃时硬度仍保持在30 GPa左右，硬度最高。这些观测结果使得该系统对于高温应用非常有趣。
2020-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Measurements of mechanical thermal noise and energy dissipation in optical dielectric coatings
近年来，越来越多的设备和实验表明，机械热噪声的限制。特别是亚赫兹激光频率稳定和引力波探测器，能够测量1 E-18 m/rtHz或更小的波动，受到沉积在反射镜上的电介质涂层中的热噪声的限制。本文提出了一种测量微悬臂梁上低吸收介质膜热噪声的新方法，并与机械损耗测量结果进行了比较。涂层热噪声是在最宽的频率范围内测量的，具有有史以来最高的信噪比。此外，我们提出了一种新的技术来推断涂层的机械损耗的机械品质因数的测量，它不依赖于知识的涂层和基板的杨氏模量。电介质涂层是通过离子束溅射沉积的。本文给出的结果给出了（4.70 $\pm$ 0.2）× 1 E-4的与频率无关的损耗角，退火钽从10 Hz到20 kHz的杨氏模量为118 GPa。对于沉积态二氧化硅，在该频率范围内观察到弱的频率依赖性（~ f^{-0.025}），在16 kHz下杨氏模量为70 GPa，内阻尼为（6.0 $\pm$ 0.3）× 1 E-4，但该值在退火后减小一个数量级，并且频率依赖性消失。
2014-03-10 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Designing artificial zinc phosphate tribofilms with tailored mechanical properties by altering the chain length
本研究针对ZDDP含硫的环境问题，制备无硫磷酸锌涂层，发现退火可通过改变成分缩短磷酸盐链长，进而调控硬度、模量与耐磨性，为定制力学性能的摩擦膜设计提供了途径。
2025-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ni-P coatings electroplating - A review, Part I: Pure Ni-P alloy
在电镀工业中，Ni-P镀层由于其优异的性能而被广泛使用，这些性能能够保护基底免受腐蚀和磨损。取决于其组成和结构，镀态沉积物表现出良好的机械、摩擦学和电化学特性、催化活性以及有益的磁性特征。经热处理后，Ni-P金属-类金属系统的硬度可接近或高于硬铬镀层的硬度。本文综述了电沉积Ni-P二元合金镀层的研究工作。提出了磷的掺入机制，Ni-P合金的微观结构和热处理前后，其机械，摩擦学，腐蚀，催化和磁性能被认为是关键的工艺参数影响的沉积物中的磷含量和主要电解槽成分的作用。采用脉冲电镀和非常规（分层和功能梯度）结构的制造的优点的调查结果进行了简要的探讨。
2018-06-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dissipation of micro-cantilevers as a function of air pressure and metallic coating
在这封信中，我们表征的内部耗散涂层微悬臂梁通过其机械热噪声。利用自制的干涉仪装置，我们在测量它们的偏转时获得了低至1 E-14 m/rtHz的分辨率。利用波动耗散定理和Kramers-Kronig关系，从测量的噪声谱中重建了完整的机械响应函数，并研究了随频率变化的耗散随气压和金属涂层性质的变化。利用不同厚度的金涂层，我们讨论了内部粘弹性阻尼的来源。
2011-10-30 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph physics.ins-det
Optical and mechanical properties of ion-beam-sputtered Nb$_2$O$_5$ and TiO$_2$-Nb$_2$O$_5$ thin films for gravitational-wave interferometers
与高反射镜涂层相关的布朗热噪声是包括引力波探测器在内的一些精密实验的基本限制。最近，全世界都在努力寻找具有改善的热噪声特性的反射镜涂层，这些反射镜涂层还满足严格的光学要求，例如低吸收和散射。我们报告的光学和机械性能的离子束溅射氧化铌和氧化钛-氧化铌薄膜，我们讨论了这种涂层在当前和未来的引力波探测器的应用。我们还报告了一个更新的直接涂层热噪声测量的高级LIGO和先进的处女座中使用的HR涂层。
2021-01-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Effects of PLGA coating on biological and mechanical behaviors of tissue engineering scaffolds
Faculty of Materials Science and Engineering, K. N. Toosi University of Technology（材料科学与工程系，K.N. 托伊西理工大学）
PLGA涂层可有效调节组织工程支架的生物和机械性能，提升其在组织再生和治疗递送中的应用潜力。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.bio-ph
Theoretical-Experimental failure analysis of the c-Al0.66Ti0.33N-M2 steel system using nanoindentation instrumented and finite element analysis
提出了一种c-Al 0. 66 Ti 0. 33 N/ Interface / M2钢涂层系统失效分析的理论-实验方法。该c-Al_（0. 66）Ti_（0. 33）N涂层采用电弧-PVD技术沉积。涂层模型采用牵引-分离定律和扩展有限元法（XFEM），界面模型采用内聚区模型，基体模型采用Ramberg-Osgood定律。利用仪器化纳米压痕技术、划痕试验和拉应力试验获得了实验值，并将其引入模型。采用纳米压痕法测量了涂层的弹性模量、断裂能释放率和纳米硬度。通过划痕试验得到了界面在粘着和内聚临界载荷下的法向应力和剪应力值。采用维氏压痕法在c-Al 0. 66 Ti 0. 33 N/ Interface / M2钢涂层系统中产生裂纹图案。径向和横向裂纹产生和分析后，横向纤维束切割的断裂区。进行了有限元分析，以了解系统中的载荷-位移曲线和机械失效之间的关系，将弹出与成核、裂纹扩展和开裂模式相关联。这项工作提出了一种理论实验方法，用于硬涂层（整体）的失效分析，允许计算涂层材料的断裂韧性和模型接触力学引起的开裂模式。
2018-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Low mechanical loss TiO$_2$:GeO$_2$ coatings for reduced thermal noise in Gravitational Wave Interferometers
当前和计划中的引力波干涉探测器的灵敏度在100 Hz左右的最关键频率区域受到量子噪声和热噪声的限制。后者主要是布朗噪声：热运动起源于弹性能量耗散中使用的干涉仪反射镜的电介质涂层。能量耗散是以机械损耗角为特征的材料特性。我们已经鉴定出二氧化钛（TiO $_2$）和二氧化锗（GeO $_2$）的混合物，其显示出1 $\times 10^{-4}$水平的内部耗散，该水平低到足以提供相对于现有技术材料的布朗噪声水平的几乎两倍的改进。我们表明，通过使用44%的TiO $_2$和56%的GeO $_2$在干涉仪反射镜的高折射率层的混合物，它将有可能实现符合设计要求的热噪声水平。这些结果是生产满足Advanced LIGO和Virgo探测器计划升级的热噪声要求所需的反射镜的关键一步。
2021-08-13 cond-mat.mtrl-sci gr-qc physics.ins-det
Aluminum oxide coatings on Co-rich cathodes and interactions with organic electrolyte
本研究采用从头算分子动力学模拟，揭示了氧化铝涂层能有效减少LiCoO2正极电解质退化并稳定结构，为提升锂离子电池能量密度和循环寿命提供了优化途径。
2025-06-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Durable, ultrathin, and antifouling polymer brush coating for efficient condensation heat transfer
该研究提出一种在铜表面制备超薄PDMS刷的方法，实现了高效滴状冷凝，传热系数提升5-7倍，并具备优异的防污和自清洁性能。
2023-11-22 cond-mat.mtrl-sci
2D Hexagonal Boron Nitride-based Anticorrosion Coatings
针对金属腐蚀问题，综述了六方氮化硼（h-BN）基防腐涂层的研究进展，重点涵盖功能化、合成及混合系统策略，以克服缺陷和分散性挑战，推动其工业应用。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci
In-situ localization of damage in a Zn-Al-Mg coating deposited on steel by continuous hot-dip galvanizing
本研究通过扫描电镜原位拉伸试验，揭示了Zn-Al-Mg镀层中孪生诱发共晶区裂纹萌生的新损伤机制，并建立了裂纹萌生与扩展的事件时序。
2024-07-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Diamond-Like Carbon Coatings on Plasma Nitrided M2 Steel: effect of deposition parameters on adhesion properties
类金刚石（DLC）涂层具有优异的机械和摩擦学性能，以及良好的耐磨性和耐腐蚀性。它们在医疗、金属加工和汽车应用中得到了广泛的应用。然而，还需要进一步的改进，基底预处理在支持和加强DLC涂层的附着力和服务性能方面起着重要作用。研究了低压电弧等离子体辅助氮化（PAN）处理M2钢和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）对DLC涂层结合力的协同作用。将双层DLC +氮化涂层系统的粘附强度与施加在非氮化M2钢基材上的DLC涂层的性能进行比较。采用光学显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计和原子力显微镜对渗层进行了分析。利用拉曼光谱分析了DLC涂层，显示获得了DLC a-C：H型。通过光学显微镜和扫描电子显微镜支持的划痕测试来分析粘合性能。结果表明，等离子渗氮表面上的DLC附着力的改善。
2018-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Microscale Motion Control Through Ferromagnetic Films
微机械系统中运动的致动和控制是技术挑战，因为它们伴随着机械摩擦和磨损，这是器件寿命缩短的主要和众所周知的来源。在这项理论工作中，我们提出了一种非接触式运动控制技术的基础上引入一个可调的磁相互作用。后者是通过在两个非接触的滑动体上涂上铁磁薄膜来实现的。由此产生的动力学是由居里温度以下的薄膜中出现的磁畴的形状，大小和排序。我们证明，域的行为可以通过像铁磁涂层的制备，外部磁场和板之间的有限距离处理上的作用。以这种方式，可以在没有机械接触的情况下实现运动控制。此外，我们讨论了如何处理可以揭示各种滑动制度。最后，我们提出了如何实际实现所提出的模型滑动系统。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frequency dependence of viscous and viscoelastic dissipation in coated micro-cantilevers from noise measurement
测量了软硅原子力显微镜杠杆的机械热噪声。使用干涉设置，我们有一个分辨率下降到1 E-14米/rtHz的宽光谱范围（3赫兹至1 E5赫兹）。低频特性显著取决于反射涂层的存在：未涂覆的反射镜的光谱几乎是平坦的，而涂覆的反射镜的光谱趋势类似于1/f。在力学系统的模型中增加粘弹性项可以解释这种观察结果。使用Kramers-Kronig关系验证这种方法与一个完整的确定的悬臂梁的响应：一个小系数的幂律被发现的频率依赖性的粘弹性由于涂层，而由于周围的大气中的粘性阻尼准确描述的Sader模型。
2009-09-25 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Analytical method for parameterizing the random profile components of nanosurfaces imaged by atomic force microscopy
在生物技术、电子和机械工程中，许多技术表面的功能特性在很大程度上取决于其纳米级表面纹理的个体特征，这反过来又是表面制造过程的函数。在这些特征中，在不同空间尺度下，特别是在1至100 nm范围内的表面不规则性和自相似性结构是非常重要的，因为它们极大地影响了作用在纳米级距离处的表面相互作用力。提出了一种原子力显微镜（AFM）成像纳米表面的表面不规则性及其相关性的参数化分析方法。在这种方法中，闪烁噪声光谱-一种统计物理方法-被用来开发六个纳米计量参数，其特征在于跳跃和尖峰状的不规则性到表面纹理的高频贡献。这些贡献分别反映了表面制造过程中反常扩散和惯性效应的随机过程。利用原子力显微镜（AFM）对低碳钢表面在硝酸盐溶液中形成的含涂层生长促进剂的耐蚀磁铁矿涂层在不同温度下的织构进行了分析。结果表明，表征表面尖峰的参数是能够量化的工艺温度对涂层的耐腐蚀性的影响。这些参数可用于预测和表征磁铁矿涂层的耐腐蚀性能。
2010-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Characterization of vertically aligned carbon nanotube forests grown on stainless steel surfaces
垂直排列的碳纳米管（CNT）森林是一类特别有趣的纳米材料，因为它们结合了多功能特性，例如高能量吸收、抗压强度、可回收性和超疏水性，并且重量轻。这些特性使它们适合用作金属管道和叶片的涂层、保护层和涂层基材。CNT森林在金属上的直接生长提供了将可调CNT官能团直接转移到所需基底上的可能性。在这里，我们专注于表征结构和机械性能，以及在不同类型的不锈钢上生长的CNT森林的润湿性和粘附性。我们调查的碳纳米管的微观结构的钢基板的组成和形态之间的相关性，并揭示后者如何最终控制的CNT森林的机械和润湿性能。此外，我们还研究了基底形貌对碳纳米管与基底粘附性的影响。我们强调，相同的结构-性能关系支配的机械性能的碳纳米管森林生长在钢和Si上。
2018-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
