吴志威博士答辩公告

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吴志威博士答辩公告

发布时间:2016-09-28浏览次数:1063作者:来源:机电学院供图:审核:

吴志威博士答辩公告

答辩博士：吴志威

指导教师：周飞教授

论文题目：Cr-Si-C-N薄膜结构及其水环境中摩擦与腐蚀特性研究

答辩委员会：

主席：邵天敏教授/博导清华大学

委员：周志烽高级研究员香港城市大学

蒋书运教授/博导东南大学

杨森教授/博导南京理工大学

张平则教授/博导南京航空航天大学

王晓雷教授/博导南京航空航天大学

周飞教授/博导南京航空航天大学

秘书：王谦之副研究员/南京航空航天大学

答辩时间：2016年10月6日 9:00-12:00

地点：A17-601

学位论文简介：

运用非平衡磁控溅射系统，通过改变硅烷流量制备了不同硅、碳含量的Cr-Si-C-N薄膜。系统地研究硅元素含量对薄膜结构、力学性能、水环境下摩擦学性能以及电化学性能的影响。

(1)通过改变硅烷流量(10~30sccm)制备了非晶CrSiC薄膜。研究了Si含量对CrSiC薄膜的结构、力学性能的影响及其在水环境中的摩擦磨损特性。

(2)通过改变硅烷流量(0~30sccm)制备了不同元素含量的CrSiCN薄膜。探讨了硅、碳元素含量对薄膜的结构、力学性能的影响，探讨了CrSiCN薄膜在水环境中的摩擦磨损特性。

(3)研究了速度、载荷和润滑介质对CrSiCN/SiC对磨副摩擦磨损特性的影响，综合分析摩擦磨损机理并建立磨损机理图。

(4)研究了Cr-Si-C-N薄膜在海水中的电化学性能，揭示了Cr-Si-C-N薄膜在海水的抗腐蚀性机理。

主要创新点：

(1)研究了CrSiC薄膜的结构和力学性能，发现硅含量(2.0~7.4at.%)的变化对其硬度(13.2~13.8GPa)没有显著影响，但薄膜的抗裂纹延展性随着硅含量的增加而降低。研究发现低硅含量CrSiC薄膜具有较好的摩擦学性能，与不同对磨副材料的摩擦系数可排列为：μ_SiC<μ_SUS440C<μ_Si3N4<μ_Al2O3。

(2)研究了硅、碳含量对CrSiCN薄膜的结构和力学性能的影响。揭示了CrSiCN薄膜硬度变化规律和强化机理，发现固溶强化效应和纳米复合结构的形成是提高薄膜硬度的关键。研究发现薄膜内形成的a-Si₃N₄/a-SiC/a-SiCN相发生摩擦化学反应生成具有润滑性能的水合硅胶层，可以有效的降低摩擦系数。

(3)探讨了载荷、速度和润滑介质(去离子水和海水)对CrSiCN薄膜摩擦学性能的影响，揭示了其磨损机理并建立磨损机理图。

(4)研究了Cr-Si-C-N薄膜在海水中的摩擦学性能和电化学性能。发现非晶相a-Si₃N₄和a-SiC相弥散在晶粒间可以降低晶粒间的孔隙缺陷，形成致密的薄膜结构，从而有效的阻止海水的侵蚀，提高薄膜的抗腐蚀性能，为海洋摩擦学和海洋防腐与防护技术的发展提供理论支持。

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