石墨烯基与硬质防护涂层的理论技术

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为了有效提高金属材料及构件的表面性能与服役寿命，作者研究了具有抗腐蚀与减摩耐磨特性的涂层覆着其表面。本书主要围绕石墨烯涂层抗氧化腐蚀的理论、金属表面石墨烯涂层抗氧化腐蚀的理论、电沉积石墨烯复合镍基涂层及其腐蚀摩擦性能、多弧离子镀氮化铬基涂层及其腐蚀摩擦性能研究。这些抗腐减摩涂层理论与技术对于解决金属材料及构件的腐蚀和磨损问题有着重要的意义和工程价值，是节约社会资源和提高经济效益的重要途径，并有效地推动金属材料及装备的可持续发展。

本书分6章，主要内容包括石墨烯基涂层抗氧化腐蚀及金属表面石墨烯涂层抗氧化腐蚀的理论研究，并基于密度泛函理论阐明石墨烯调控界面对活性介质阻隔效应实现抗氧化腐蚀特性。同时还介绍了电沉积石墨烯复合镍基涂层及其腐蚀摩擦性能和多弧离子镀氮化铬基涂层及其腐蚀摩擦性能，并系统分析了涂层的形成机理、微结构、力学性能、摩擦学性能与腐蚀电化学性能。

目录

1 绪论

 1.1 金属腐蚀与磨损的现状

 1.2 石墨烯基涂层的概述

  1.2.1 石墨烯的制备

  1.2.2 石墨烯的结构缺陷

  1.2.3 石墨烯的应用

  1.2.4 石墨烯基涂层

 1.3 镍基与硬质涂层的概述

  1.3.1 电镀镍基涂层

  1.3.2 硬质氮化铬基涂层

 参考文献

2 计算方法与沉积技术

 2.1 第一性原理计算

  2.1.1 计算理论基础

  2.1.2 计算方法

 2.2 电镀沉积技术

  2.2.1 电镀沉积技术的概念

  2.2.2 电镀技术的分类

 2.3 物理气相沉积技术

  2.3.1 真空蒸发镀膜技术

  2.3.2 真空溅射镀膜技术

  2.3.3 真空离子镀膜技术

 参考文献

3 石墨烯涂层抗氧化腐蚀的理论基础

 3.1 活性氯对石墨烯抗氧化腐蚀行为的影响

  3.1.1 石墨烯上氧和氯原子的吸附结构

  3.1.2 含氯情况下石墨烯上氧原子的吸附行为

  3.1.3 含氯情况下石墨烯上氧原子的扩散行为

  3.1.4 本节小结

 3.2 氟功能化石墨烯的抗氧化腐蚀行为

  3.2.1 氟化石墨烯上氧和氯原子的吸附结构

  3.2.2 含氯情况下氟化石墨烯上氧原子的吸附行为

  3.2.3 含氯情况下氟化石墨烯上氧的扩散行为

  3.2.4 本节小结

 3.3 掺杂空位石墨烯的抗氧化腐蚀行为

  3.3.1 掺杂空位缺陷石墨烯的电子结构

  3.3.2 掺杂空位缺陷石墨烯上氧和氯原子的吸附结构

  3.3.3 含氯情况下掺杂空位缺陷石墨烯上氧原子的扩散行为

  3.3.4 本节小结

 参考文献

4 金属表面石墨烯涂层抗氧化腐蚀的理论基础

 4.1 铜表面石墨烯的抗氧化腐蚀行为计算模拟

  4.1.1 铜表面石墨烯上氧和氯原子的吸附结构

  4.1.2 含氯情况下铜表面石墨烯上氧原子的扩散行为

  4.1.3 含氯情况下铜表面石墨烯上吸附氧原子的电子结构

  4.1.4 铜表面掺杂石墨烯上氧和氯原子的吸附结构

  4.1.5 含氯情况下铜表面掺杂石墨烯上氧原子的扩散行为

  4.1.6 含氯情况下铜表面掺杂石墨烯上吸附氧原子的电子结构

  4.1.7 本节小结

 4.2 铜表面缺陷石墨烯的抗氧化腐蚀行为计算模拟

  4.2.1 铜表面缺陷石墨烯上氧和氯原子的吸附结构

  4.2.2 含氯情况下铜表面缺陷石墨烯上氧原子的扩散行为

  4.2.3 含氯情况下铜表面缺陷石墨烯上吸附氧原子的电子结构

  4.2.4 铜表面掺杂缺陷石墨烯上氧和氯原子的吸附结构

  4.2.5 含氯情况下铜表面掺杂缺陷石墨烯上吸附氧原子的电子结构

  4.2.6 含氯情况下铜表面掺杂缺陷石墨烯上氧原子的扩散行为

  4.2.7 本节小结

 4.3 镁表面缺陷石墨烯的抗氧化腐蚀行为计算模拟

  4.3.1 镁表面缺陷石墨烯上氧和氯原子的吸附和扩散

  4.3.2 含氯情况下镁表面掺杂缺陷石墨烯上氧的吸附结构

  4.3.3 含氯情况下镁表面掺杂缺陷石墨烯上氧的扩散行为

  4.3.4 本节小结

 参考文献

5 电沉积石墨烯复合镍基涂层及其腐蚀摩擦性能

 5.1 电流密度对纯镍涂层的微结构和性能影响

  5.1.1 纯镍涂层的微结构和物相分析

  5.1.2 纯镍涂层的力学性能

  5.1.3 纯镍镀层的摩擦磨损行为

  5.1.4 纯镍镀层的腐蚀性能

  5.1.5 本节小结

 5.2 石墨烯掺杂量对Ni基复合涂层的微结构和性能影响

  5.2.1 不同含量石墨烯复合Ni基涂层的微观结构及物相分析

  5.2.2 不同含量石墨烯复合Ni基涂层的力学性能

  5.2.3 不同含量石墨烯复合Ni基涂层的摩擦磨损行为

  5.2.4 不同含量石墨烯复合Ni基涂层的腐蚀性能

  5.2.5 本节小结

 参考文献

6 多弧离子镀氮化铬基涂层及其腐蚀摩擦性能

 6.1 硬质CrN、CrCN和CrN/CrCN涂层的微结构及腐蚀摩擦性能

  6.1.1 硬质CrN、CrCN和CrN/CrCN涂层的表面形貌和微结构

  6.1.2 硬质CrN、CrCN和CrN/CrCN涂层的力学性能

  6.1.3 硬质CrN、CrCN和CrN/CrCN涂层的摩擦腐蚀行为

  6.1.4 本节小结

 6.2 硬质CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的微结构及其腐蚀摩擦性能

  6.2.1 硬质CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的表面形貌和微观结构

  6.2.2 硬质CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的力学性能

  6.2.3 硬质CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的摩擦学性能

  6.2.4 硬质CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的腐蚀性能

  6.2.5 本节小结

 6.3 交变温场处理CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的微结构及其腐蚀摩擦性能

  6.3.1 交变温场处理CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的表面形貌和微观结构

  6.3.2 交变温场处理CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的力学性能

  6.3.3 交变温场处理CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的摩擦力学性能

  6.3.4 交变温场处理CrAlCN和Cr/CrAlCN涂层的腐蚀性能

  6.3.5 本节小结

 参考文献