类金刚石薄膜制备技术及内应力调控研究进展

摘要：[目的]类金刚石(DLC)薄膜是一种具有无定型结构的薄膜碳材料，兼具金刚石和石墨的性质，性能多样，在材料科学和工程应用领域受到广泛关注。然而，内应力的存在限制了DLC 的功能和服役寿命。[方法]归纳分析了DLC 的结构特点、制备方法与应用领域，对薄膜残余内应力产生的原因及其降低方法进行了重点分析和总结。[结果]制备技术方面，磁控溅射-化学气相沉积等复合技术因其可以有效改善DLC 薄膜诸多方面的性能而备受关注；内应力调控方面，优化薄膜制备方法、掺杂改性、多层结构设计等手段能显著降低DLC 薄膜的内应力。[结论]复合制备技术与内应力控制技术的发展提升了DLC薄膜的耐久性与综合性能，使其在机械、土木、航空航天、汽车、生物医学和海洋领域的应用更加广泛。

机械 2026年07月14日 1 点赞 0 评论 83 浏览

镍及镍合金基电镀金刚石线用镀液的研究进展

摘要：[目的]电镀金刚石线是硅片切割等精密加工领域的重要工具，其性能与电镀液组分对金刚石附着力和镀层均匀性的影响密切关联。[方法]综述了氯化物、硫酸盐及氨基磺酸盐三类电镀液体系在镍及镍合金基电镀金刚石线中的研究进展。[结果]优化电镀液组分可促进金刚石颗粒的定向附着，提高镀层均匀性和致密性，从而显著提升金刚石线的切割效率与精度。[结论]未来研究应聚焦环保型镀液开发、成本降低及电镀效率提升，以满足高效精密加工的需求。

机械 2026年07月13日 1 点赞 0 评论 71 浏览

刀具涂层的后处理方法：研究现状及发展趋势

摘要：随着科学技术的高速发展对零部件性能要求的提高，先进材料的应用对切削刀具的性能提出了更高的要求。优化刀具结构、改进刀具材料和使用刀具涂层均可提升刀具性能，而使用刀具涂层被认为是提升刀具性能的最经济手段，对刀具涂层进行后处理则可以进一步提高涂层刀具的性能，综述涂层后处理方式对行业发展具有重要参考意义。介绍几种目前常用的涂层刀具的后处理方法，包括喷砂后处理、抛光处理、热处理、能量场（束）后处理等。喷砂后处理采用高速射流模式，使磨料撞击涂层表面以去除涂层表面的大液滴沉积颗粒；抛光处理通过磨粒摩擦形式对涂层表面进行光整处理；热处理通过改善涂层及涂层-基体结合界面的微观组织性能来提升涂层刀具的性能；能量场（束）处理通过高能冲击，对涂层表面进行液滴去除和粗糙度改善，并通过高温诱导的一系列能量波来对涂层与基体的结合界面进行一定强化。通过分析上述几种后处理方式的优势与不足，指出各种后处理方式的适用范围，能弥补该领域研究较为分散的不足，对未来涂层刀具的后处理技术发展方向有一定借鉴意义。

机械 2026年07月10日 1 点赞 0 评论 101 浏览

DLC薄膜固体超滑机理及影响因素研究进展

摘要：类金刚石碳基（Diamond-like carbon，DLC）薄膜可在干燥固体接触工况下表现出0.001 量级的极低摩擦因数（固体超滑），为解决真空、高应力及宽温域等极端工况下的摩擦学问题提供新的技术路线，近年来引起学界的广泛关注。然而，DLC的制备工艺路线及成分结构复杂多样，并且其自润滑特性同时受内在成分结构和外部工况条件的显著影响，为其工程服役性能带来较大不确定性。鉴于此，归纳了DLC 目前的结构体系、沉积工艺原理发展概况，介绍了DLC 面向固体超滑的结构调控研究进展；回顾了超滑现象的发现及DLC 超滑研究历程，并根据超滑界面材料、润滑机理汇总介绍了其最新研究进展；讨论了薄膜成分及成键结构、环境氛围、接触应力及环境温度等因素对DLC 固体超滑行为的影响规律和微观机制；从机械特性、界面元素成分及成键结构演化角度总结分析了DLC 固体超滑的机理，指明了转移膜的形成及其界面悬键钝化、类石墨结构演化对DLC 实现鲁棒性超滑的关键作用；最后对DLC 摩擦学领域科学及工程问题、未来研究方向进行了展望。研究可为新一代面向极端工况的固体润滑涂层设计提供理论支持。

机械 2026年07月08日 1 点赞 0 评论 137 浏览

气体团簇离子束技术的发展与挑战

摘要：随着科技的不断进步，先进光学与集成电路等领域对光学元件的加工精度要求日益严苛，已经由纳米级材料去除提升至亚纳米级精度。然而，当前主流的传统加工技术，如化学机械抛光（CMP）、液体射流抛光（FJP）、磁流变抛光（MRF）以及离子束抛光（IBP）等，均存在各自的局限性，难以实现原子级光滑表面的制造目标。因此，如何制造出具有亚纳米级表面粗糙度且低亚表面损伤的光学元件，已成为当前亟待解决的技术难题。在不断探索新技术的过程中，气体团簇离子束（GCIB）技术作为传统离子束技术的革新升级，展现出在超精密加工领域的巨大潜力，有必要对气体团簇离子束技术的原理、辐照特性以及可能的应用展开探讨。说明气体团簇离子束技术的原理；阐述气体团簇离子束技术所具有的独特辐照特征，包括低每原子能量、高溅射产率、横向溅射效应以及能量密集沉积等。这些特征使其与传统离子束的辐照效应截然不同；探讨气体团簇离子束技术在抛光、刻蚀、薄膜沉积以及二次离子质谱（SIMS）等领域的应用；总结气体团簇离子束技术现有的优势与不足，为气体团簇离子束技术的进一步发展奠定坚实基础，推动其在超精密加工领域实现更广泛的应用与突破。

机械 2026年07月07日 1 点赞 0 评论 111 浏览

摩擦伏特效应的内涵、研究现状及展望

摘要：旨在探讨摩擦伏特效应及其在能量收集与智能传感器中的应用。半导体异质结界面发生滑动时，摩擦会激发界面电子-空穴对，电子-空穴对在半导体界面电场作用下发生定向迁移，产生直流电，这一过程被称为摩擦伏特效应。基于摩擦伏特效应的机械能收集器件被称为摩擦伏特纳米发电机。摩擦伏特纳米发电机能够直接输出直流电，且具有低阻抗的输出特性，因此受到广泛关注。首先阐述摩擦伏特效应的内涵，总结摩擦伏特效应研究中的关键科学问题：电子-空穴对激发机制与界面电场形成机理。其次介绍摩擦伏特效应在能量收集以及智能传感方面的应用及其优化方法。围绕摩擦伏特效应中的能量传输规律，提出摩擦伏特效应研究中的摩擦学问题以及表界面工程问题，以及几何结构非对称和摩擦诱导界面非对称因素对摩擦伏特效应存在潜在贡献的观点。最后指出摩擦伏特效应未来的研究将呈现多元化、智能化的发展趋势，优化材料的表面结构、提高稳定性、输出功率以及耐久性将成为摩擦伏特纳米发电机发展的关键方向。通过这些技术突破，稳定性、输出功率以及耐久性全面提升，摩擦伏特效应有望在实际应用中得到广泛部署，并在智能传感、环境监测、可穿戴设备等领域发挥重要作用。

机械 2026年07月06日 1 点赞 0 评论 102 浏览

梯度硬质刀具涂层的研究进展

摘要：汽车零部件、模具机床、医疗器械和航空航天等行业均涉及到难加工材料的切削加工，其切削过程会受到力与热的强烈耦合，而在切削刀具表面涂敷硬质涂层能够降低其在切削过程中产生的切削力和切削热。随着我国高端制造业的不断发展，切削刀具会因硬质涂层的韧性不足导致其在关键部件的加工过程中过早损伤破坏，甚至灾难性断裂。通常通过梯度设计克服传统材料硬度-韧性等必要性能相互冲突的机械特性，并赋予其特殊功能。因此，总结了几种典型的梯度硬质刀具涂层。在涂层的梯度设计上，元素成分梯度结构能够增强涂层与基体及各涂层之间的匹配，从而降低涂层内应力并抑制裂纹的萌生和扩展。与元素成分梯度涂层相比，多层梯度结构能够综合多层结构和梯度结构的优势增强涂层的综合性能，且更容易实现。在梯度硬质刀具涂层的性能评价方面，目前主要依靠试验直观分析涂层的力学性能。通过试验结合模拟计算，或利用机器学习方法对涂层进行快速、高效的性能评价仍然是一个挑战。硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价的研究结论，可为硬质刀具涂层的梯度设计及其性能评价提供理论认识。

机械 2026年07月03日 1 点赞 0 评论 77 浏览

纳秒激光加工金属疏水性能转变的环保处理方式及机理

摘要：纳秒激光直写（NDLW）是一种通过纳秒脉冲激光束在材料表面实现局部加工的技术，广泛应用于微米尺度结构的制备。该方法通过激光烧蚀或光化材料，实现对材料表面进行刻蚀与形貌调控。通常，经NDLW 处理的抛光金属表面表现出（超）亲水性，随后通过环境空气中有机物的吸附、低温退火或激光二次处理等绿色环保处理方式，可实现表面润湿性的转变，获得（超）疏水性表面。所制备的超疏水表面具有防霜防冰、流体减阻、抗菌等多种优异性能，在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。系统阐述润湿性调控的理论基础及纳秒激光加工金属材料的物理机制，重点综述在无化学修饰剂参与的条件下，通过环境友好型处理方式实现金属表面由（超）亲水性向（超）疏水性转变的研究进展，并探讨相关转变机制。最后对当前研究现状进行总结，并提出未来发展方向，旨在为相关领域研究人员提供全面的参考与借鉴。

机械 2026年07月01日 1 点赞 0 评论 74 浏览

大气压冷等离子体射流表面微加工技术研究进展

摘要：随着柔性电子、微机电系统以及集成电路的快速发展，材料表面微加工需求日益迫切。现有湿法工艺及基于半导体的表面微加工技术在加工效率和环保等方面存在诸多局限。大气压冷等离子体射流表面微加工技术具有绿色环保、成本低廉、温度低、纯干法、无机械接触、活性强等优点，可以实现材料表面局域改性、图形化刻蚀以及功能薄膜沉积等，在表面微加工方面应用潜力巨大，但是对大气压冷等离子体射流表面微加工的研究进展尚缺乏系统综述。总结和分析大气压冷等离子体射流产生方式及常用电极结构形式；重点阐述大气压冷等离子体射流材料表面微加工技术的研究现状；探讨等离子体射流表面微加工技术目前还存在的主要问题，并指出其未来发展方向，以期增进对大气压冷等离子体射流表面微加工新方法和新技术的认识，提升大气压冷等离子体射流在柔性电子、微机电系统以及集成电路等先进制造领域的应用水平。

机械 2026年06月30日 1 点赞 0 评论 86 浏览

类金刚石薄膜的制备及摩擦学性能调控研究现状

摘要：类金刚石薄膜（DLC）因其卓越的耐磨性、低摩擦因数、高硬度等特点，在汽车工业、航空航天、机械制造等领域得到广泛的应用。为了延长机械零部件在磨损、腐蚀等环境下的服役寿命，目前开发了多种先进的DLC 薄膜性能调控技术，实现了对机械零部件性能的强化。研究领域的相关内容和方法正在不断地丰富和完善，但目前缺少这类综述论文，此类论文对于引领整个行业和领域的发展显得尤为重要。从DLC 薄膜的制备技术、工艺参数优化、元素掺杂改性、梯度构筑和表面织构化等方面，系统总结国内外相关耐磨性能的研究工作。大量研究发现，适当调控工艺参数可以提高DLC 薄膜的硬度和耐磨性；元素掺杂可以改善DLC 薄膜的结构和性能，实现高弹性恢复、低摩擦磨损；梯度构筑可以增强DLC 薄膜的附着力、硬度、抗磨损性；表面织构化可以改善DLC 薄膜的摩擦学性能。因此，通过精细调控工艺参数、掺杂元素和含量、表面结构设计等，可以有效改变DLC 薄膜的微观结构，增强其附着力、硬度和抗磨损性，这些改进有助于延长机械零部件在严苛条件下的使用寿命。通过全面调整DLC 薄膜的制造工艺及其他策略，以实现其耐磨性能的全面提升，填补了行业内对DLC薄膜性能优化方面系统性综述的空缺，对相关技术领域的进一步发展具有重要的指导性意义。

机械 2026年06月30日 1 点赞 0 评论 77 浏览