中国科学院兰州化物所固体润滑实验室
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薄膜沉积设备

UDP650型磁控溅射沉积系统 

用途:

可利用非平衡磁控溅射技术制备碳基薄膜、硫化物基薄膜、氮化物薄膜以及金属薄膜等,主要应用在航天、航空和汽车发动机领域中的轴承、齿轮、柱塞、活塞环、液压马达等关键零部件表面的防护、降低摩擦、提高耐磨性和延长使用寿命。同时也可在陶瓷、高分子等绝缘基材上制备导电层和阻性层,应用在电学、电子器件等方面。

主要指标:

真空室尺寸:φ700mm*650mm

真空度:<1*10-4Pa

温度:<200

薄膜厚度:几纳米~几十微米(与薄膜种类有关)

样品要求:平面状最大尺寸小于250mm;圆柱状高度小于300mm,直径小于150mm

设备原值:480万元

采购时间:2012

 

设备来源:英国进口

 
Hauzer Flexicoat@850多弧磁控耦合超厚涂层原位镀膜系统

用途:用于各种金属及轻质合金表面的镀膜处理、陶瓷基硬质涂层、类金刚石膜(DLC)、四面体碳(taC)以及其它防护涂层的制备

主要指标:

真空室尺寸:Φ650mm*850mm

抽气系统:BUSCH机械泵及Adixen分子泵

阴极:电弧及磁控阴极

可镀工件最大尺寸:Φ120mm*500mm

本底真空度:6*10-4Pa

样品要求:适用各种陶瓷、金属、玻璃、聚合物等表面薄膜沉积

设备原值:900万元

采购时间:2017年

设备来源:荷兰进口

 

金属有机物化学气相沉积  

设备名称:金属有机化学气相沉积系统

生产厂家:美国Kurt J. Lesker Company

设备功能:该设备可用于半导体光电器件和微波器件材料的生产,如激光器、探测器、发光二极管、高效太阳能电池、光电阴极等,是光电子产业不可缺少的设备。同时,还可用于制备固体润滑薄膜、耐磨薄膜、耐磨腐蚀薄膜及耐高温镀层的制备,用于提高材料的润滑性、防腐性、导电性、耐热性等,在材料多尺度、多界面、多结构、多元复合结构设计制备方面有很大的优势。

主要指标: 

1.加热源最高温度:不锈钢基片加热平台,可加热到500℃; 

2.150mmSi基片上温度均匀性≤3%

3.反应腔压力:1.6mbar 

4.薄膜均匀度>99% 

5.含可加热高气压反应物前驱体输送模块和可加热低压气体喷嘴式前驱体传输模块可用于液体与气体传送

价格:102万 

MFD800特种材料表面功能化薄膜沉积系统

 :用于各种特殊金属表面及轻质合金表面的镀膜处理、类金刚石膜(DLC)以及其它固体润滑薄膜的制备

主要指标

真空室尺寸:Φ800mm*800mm

可镀工件最大尺寸:Φ300mm*300mm

极限真空度:5*10-5Pa

样品要求:适应于各种陶瓷、金属、玻璃、聚合物等表面薄膜沉积

价格:150万元 


低温硫、碳、氮共渗系统

生产厂家:辽宁北宇真空

设备功能:该设备利用等离子体辉光放电效应在低温下使零部件表面形成硫、碳、氮共渗固体润滑层,主要用于降低摩擦系数,减少一般摩擦件的磨损,提高抗咬合性,延长零件的使用寿命,能够满足紧固件、丝杠、轴承、发动机缸套、减速机齿轮、活塞环、活塞等重要部件在重载、高速、高温等环境下的磨损,以及需要提高其表面力学及摩擦磨损性能的工况的部件进行表面性能优化与处理。

主要指标:

1.2Φ650 mm×850 mm真空室

2.本底真空8×10-3Pa

3.表面清洗及刻蚀电压1KV

4.渗镀气压0.5~20Pa

5.低温硫、碳、氮共渗

 

价格:80


管道内壁超厚涂层沉积系统

生产厂家:东莞汇成真空

设备功能:该设备主要通过等离子体沉积系统,实现管道内壁超厚类金刚石碳基涂层的沉积,适用于各种金属材质的管道内表面沉积超厚类金刚石碳基涂层,以提高管内壁摩擦学性能、防腐性能以及抗冲蚀性能。可处理管道直径10mm~300mm,处理管道长度达3000mm,内表面涂层厚度达50um,涂层沉积速率可达0.3um/min

主要参数:

1.本底真空度:1×10-3Pa

2.等离子体表面清洗及刻蚀电压2KV

3.可实现5      气路控制

4.真空室体积:Φ250×250mm2

 

价格:300



等离子体化学气相沉积(PECVD 

用途:

可利用等离子体浸没离子注入技术、直流脉冲增强等离子体化学气相沉积技术和高功率脉冲等离子化学气相沉积技术制备厚度可达50微米的超厚碳基薄膜,主要应用在管道内壁、活塞环表面和形状复杂工件表面的改性与防护,在真空、氮气、烷烃类气体环境和腐蚀介质环境中具有很好的摩擦磨损性能。

主要指标:

真空室尺寸:φ800mm*700mm

真空度:<1*10-3Pa

离子注入电压:≤20KV

离子注入电流:≤100mA

气相沉积电压:≤2KV

脉冲频率:≤5KHz

样品要求:管道直径10~200mm,长度小于800mm

设备原值:120万元

 

设备来源:自主研发

 高能离子注入及沉积增强系统 

 :各种陶瓷、金属、玻璃、聚合物等表面高能离子注入处理及薄膜沉积

主要指标

高能气体离子源,加速电压10-70KV连续可调,最大束流8mA,最大束斑100mm

高能金属离子源加速电压10-50KV连续可调,最大束流8mA,最大束斑100mm

低能气体溅射离子源,能量0.5-3.0KV,束流10-100mA可调;

低能清洗气体离子源,能量0.5-1.5KV,束流10-50mA可调。

样品要求:固体

价格:140万元 

模拟及高性能计算设备
 
高性能计算平台

硬件参数:168核,1440G固态硬盘,768G内存

软件参数:CASTEPVASP正版授权

主要用途:表界面、摩擦计算模拟

 薄膜摩擦磨损性能及力学性能评价

CSM多功能摩擦磨损试验机

生产厂家:瑞士CSM

设备功能:该设备用于表面工程(如薄膜、涂层)等领域的摩擦磨损测试。具有栓盘(pin-on-disk)、球盘(ball-on-disk)摩擦磨损等模式。支持旋转运动以及线性往复运动模式,可精确测量并记录材料的摩擦系数随摩擦时间(或距离)的变化,从而评估材料的磨损寿命。通过改变润滑条件、接触方式、试验载荷、运动速度和试验频率等,可以获得不同条件下的试验结果,支持点、线面等接触形式。可以通入惰性气体,或改变润滑介质(需选配液体杯)。软件具有提供摩擦曲线、对摩擦系数进行数据分析的功能。

主要指标:

1.可适应多种尺寸和形状的试样

2.测试环境可控:润滑剂、湿度、液体和惰性气体环境 

3.正向载荷:最大60N

4.正向载荷精度 30mN 

5.最大摩擦力:10N

6.摩擦力分辨率:5mN

7.旋转运动模式 :转速0.3-500rpm,最大测试半径30mm,最大扭矩450mN/m

8.线性运动模式 :最大振幅60mm,最大线速度100mm/sec ,最大频率10Hz

 

价格:60

 HSR-2M型往复/环块摩擦磨损试验机 

 :涂层、固态或液态的润滑脂、陶瓷、轴承和齿轮评价

主要指标

加载范围:1-10N10-200N,自动连续加载;
块尺寸:7*7*30 mm19.05*12.32*12.32 mm
环尺寸:Ф40*10 mm、Ф49.22*13.06 mm
样品要求:金属或非金属块体材料、涂层等

价格:30万元 

超薄膜摩擦学性能实验机 

 :对各种薄膜材料进行轻载高速碰撞摩擦试验。应用于材料科学、磁记录和MEMS等方面
主要指标

样品摩擦位移范围和精度5mm100nm
样品台倾斜角度和最小驱动角度±3°0.001°;载荷范围10uN100 uN1mN100 mN;加载位移精度10nm;高速(100015000RPM)瞬间摩擦的接触信号频率和时频分析范围02MHz

样品要求:各种薄膜材料

价格:200万元 

 

Anton Parr 多环境可控摩擦试验机 

生产厂家:瑞士Anton Paar

设备功能:该设备可用于润滑涂层或块体材料在多种环境中的摩擦磨损试验,模拟材料在高真空、氮气或氩气等惰性气体、氧气等活性气体、以及丁烷等可控气体环境中的摩擦系数检测与评价。可为空间环境、惰性环境以及活性气体环境中机械部件表面的润滑薄膜或块体材料的制备和性能优化提供数据指导,具有测试环境可控、设备检测结果精确以及重复性佳等优势。

主要指标:

1.涡轮分子泵抽气速率:不小于700L/s

2.最大摩擦力:20N

3.接触方式:可实现销盘或球盘式接触摩擦;

4.运动方式:旋转模式转速:1-1500rpm;线性往复最大线速度:100mm/s

5.样品要求:直径25mm-50mm的试样,试样表面平整;

6.加载系统和摩擦力测量为互相独立的加载或测试传感单元,摩擦力测量采用弹性壁设计,通过检测弹性悬臂的微小偏转准确可靠的获得摩擦力数据 

 

价格:170

 
 

Anton Parr NHT2 纳米压痕仪 

生产厂家:瑞士Anton Paar

设备功能:该设备用于测量纳米尺度的硬度与弹性模量,可以用于研究或测试薄膜等纳米材料的接触刚度、蠕变、弹性功、塑性功、断裂韧性、应力-应变曲线、疲劳、存储模量及损耗模量等特性。、适用于有机或无机、软质或硬质材料的检测分析,包括PVDCVDPECVD薄膜,感光薄膜,彩绘釉漆,光学薄膜,微电子镀膜,保护性薄膜,装饰性薄膜等等。基体可以为软质或硬质材料,包括金属、合金、半导体、玻璃、矿物和有机材料等。通过先进的表面参比测试技术设计,有效的将热漂移效应降低到了0.02nm/s的水平。

主要指标:

1.动态加载范围:0.1-500mN

2.仪器化压入范围:0.1-500mN

3.载荷分辨率0.04μN;

4.压头:Berkovich金刚石压头

5.压入范围:200μm

6.试样移动距离:全自动X向台70mm,手动Y向台20mm,位移分辨率0.004nm

 

价格:49

 
 
划痕仪测试系统

生产厂家:瑞士Anton Paar

设备功能:该设备用于测试涂层/基体附着力和表面抗划性能的可靠仪器,广泛用于测试膜厚度超过1μm的硬质涂层的机械性能,包括有机薄膜、无机薄膜,摩擦学薄膜、磁性薄膜,装饰性薄膜,以及采用PVD, CVD, PECVD等方法生产的金属镀膜、钝化膜、以及润滑薄膜等。基体材料可以为金属、合金、半导体、玻璃、矿物、以及有机材料等。

主要指标:

1.加载范围:正向力最小载荷0.9N,分辨率10mN;划痕正向力最大载荷200N

2.最大划痕深度:500um;分辨率:1.5nm

3.最大划痕长度:70mm

4.划痕速度:0.4-600mm/min

5.实时记录正向力、位移深度、声发射信号随划痕距离的变化;

6.具有前扫描、后扫描模式,往复划痕模式,视频选位模式,恒力划痕、渐进划痕及台阶增力划痕模式。

7.划痕形貌可全自动全景成像,划痕的光学图像和划痕位置实时关联对应。

价格:78

 

SuPro Instrument 薄膜应力测试仪 

:各类薄膜材料的残余应力测试。 

主要指标

基本原理:曲率法Stoney公式;

应力测试范围:5MPa-50GPa;

应力计算误差:<±2%;

测试平台行程:X方向/Y方向:100mm/50mm;

样品要求:长方形薄膜样品,表面光洁 

价格:80万元  

  润滑薄膜高频冲击疲劳与韧性试验机

生产厂家:德国

设备功能:润滑薄膜高频冲击疲劳与韧性测试试验机主要用于评价材料的固体润滑薄膜材料部件的高频冲击疲劳与韧性测试及分析,以评价镀制润滑薄膜材料的工程机械关键部件如榫头、阻尼接触面、紧固件、齿轮以及汽车发动机的挺柱、活塞等部件在高频冲击工况下的性能,适合于金属材料以及非金属材料疲劳测试,可满足多种工装和复杂部件的测试。

主要参数:

1.载荷范围:50N-10 KN,允许静态过载120%

2.振动频率:1-50 Hz,法向行程可达50mm

3.行程范围:50 mm,位移误差±1%

4.控制模式:位移控制、载荷控制两种模式,可实现正弦波、三角波、方波以及自定义波形输出。

价格:17万欧元


FZG186齿轮试验机
用途:可用于标准A型、C型齿轮或齿轮表面涂层的胶合承载能力和接触承载能力的测试,也可对润滑剂承载能力进行考核评定。通过试验箱体、驱动箱体的冷却器实现试验介质的冷却和保温,可在设定温度下进行试验。

主要指标:

最大扭矩:1000Nm

最大加载:13

最大电机转速:3000rpm

功率:17.5Kw

样品要求:A型和C型标准齿轮

设备原值:180万元

设备来源:德国进口

 
FAG FE8轴承试验机
仪器用途:FAG FE8轴承试验机可以对滚动轴承的摩擦系统进行测试,可以适应多种不同的操作条件和工作环境。其中可以测试的产品如润滑剂,滚动轴承材料和滚动轴承等。其特点是可以模拟实际工况,也可依据DIN 51819-1DIN51819-2标准进行对滚动轴承以下的测试,并得到预期的结果。

仪器参数:

负载范围:10-100kN;转速:7.5-6000rpm;温度范围:室温-200℃;电机功率:11kW;噪声水平:≤70dB 在距离设备1米处测量(平均水平);符合标准:DIN51819-1DIN51819-2;

价格:200万元

设备来源:德国进口

 
原位高温微动疲劳与磨损质量评估系统
原位高温微动疲劳与磨损质量评估系统主要包括1、布鲁克UMT-TRIBOLAB高温试验机2Contour GT-K型光学轮廓仪3雷尼绍拉曼光谱仪三个测试仪器。能够测试材料在高载、高速和高温环境下的抗微动疲劳能力和摩擦磨损性能,分析检测材料在摩擦过程中成分、结构和磨损形貌变化,揭示薄膜的润滑抗磨机理和失效机制。
高温试验机参数加载上限:5000N线性速度:500mm/s,往复运动模式;振幅:10μm~25mm,室温~1300℃,室温~400℃

Contour GT-K型光学轮廓仪参数:垂直测量分辨率:0.1nm

垂直测量深度:10mm

雷尼绍拉曼光谱仪参数:

采用532 nm激发波长

光谱范围在200nm1060nm

分辨率横向<0.45μm,纵向<1.6μm

光谱分辨率≤ 1cm-1

光谱重复性:≤ ±0.1cm-1

价格:390万元

 

设备来源:美国进口

 

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