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气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD) 制备碳掺杂二氧化钛薄膜及其磨损和防结冰性能研究

摘 要: 固体表面在频繁和长期机械磨损下会遭到破坏从而无法保持其性能，同时，固体表面的冰堆积会造成严重的损失和事故。在本工作中，我们利用气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)的方法制备了既具良好的耐磨损性能又具有光热效应的碳掺杂二氧化钛薄膜。当薄膜中C元素的原子百分比含量为67.1％时，薄膜与基底的结合力最好。在摩擦试验中，碳掺杂二氧化钛薄膜的摩擦系数小于0.4，比空白玻璃基底的摩擦系数提高50%。纯的二氧化钛薄膜在摩擦学测试下存在严重的磨粒磨损，摩擦系数比较高。碳掺杂二氧化钛薄膜与纯的二氧化钛薄膜相比，摩擦系数有所降低。在防结冰测试中，-30℃环境，2个太阳(2kW/m²)照射下，当薄膜中C元素的原子含量百分比为69.1％时，样品表面温度高达37.6℃。因此，针对户外砂粒磨损和雨水的冲刷，这种薄膜适合户外使用，在降低磨损的同时可以防止户外冰的堆积，具有较强的实际应用价值。

关键词: 光热；防结冰；二氧化钛薄膜；碳掺杂；减摩抗磨