等离子体化学气相沉积技术的发展现状和展望

本文综述了等离子体化学气相沉积(PCVD)技术的发展现状,并从等离子体对化学气相沉积(CVD)过程的影响出发概述了 PCVD 技术在制备固态涂层或薄膜方面的一些典型应用.最后展望了 PCVD 技术的发展前景.     

化学气相沉积TiN提高模具使用寿命的新途径

化学气相沉积法(简称CVD法)。对沉积TiN而言,就是在模具表面上进行化学反应而制得耐磨涂层TiN。     

硬质合金表面技术及涂层基体的研究

自行设计制造了φ60mm钟罩式化学气相沉积炉、等离子体增强化学气相沉积TiN实验装置、TiN涂层磁控反应溅射装置和乙腈挥发装置等,系统地研究了涂层压力等工艺参数对涂层合金性能的影响,制定了较为合理的工艺,试制出性能较为理想的涂层刀片。以YT14刀片为基体,采用CVD法进行TiC、TiN和TiC(N)涂层后的样品在加工高强度钢时,其耐用度相当于YT14刀片的5～6倍。应用中温CVD法涂敷的Ti(CN)涂层合金,其显微硬度值(HV)为18～25GP_2,抗弯强度下降值仅为16％(高温CVD涂层合金的     

化学气相沉积耐磨涂层TiN的温度选择

化学气相沉积(CVD)TiN涂层在模具上涂复3～10μm可使模具寿命提高3～4倍。本文研究指出:沉积温度对沉积速率、涂层硬度及对基体Cr12MoV硬度和尺寸都有影响。在950～1000℃间可以得到接近化学计量的TiN,其硬度Hv(1)≈20000N/mm~2,基体尺寸变化在万分之五以内。     

氮化硅镀膜工艺参数优化

利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法沉积给定折射率的氮化硅薄膜,通过正交实验法对衬底温度、NH_3流量和射频功率3个对氮化硅薄膜沉积速率影响较大的工艺参数进行全局优化和调整,得到了氮化硅镀膜的最优工艺参数。     

非晶态镍磷合金层附着强度的研究

髟金相冲击断口法研究了化学沉积非晶态镍磷合金层与基体的结合状况，并用扭转法定量测量了化学沉积合金层的附着强度参数。试验结果表明沉积层在镀态时与基体为物理结合随温度升高，附着强度增大。经处理后逐步变为化学结合，际着强度可达６００ＭＮ／ｍ＾２。     

TiN/TiN+Si/TiN多层膜的高温微动磨损行为研究

用直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法在T225NG钛合金基体上制备出厚度约为6μm的TiN/TiN+Si/TiN多层膜,重点研究了多层膜及钛合金基材在室温和高温条件下的微动磨损行为,采用激光共焦扫描显微镜测定磨损体积,用扫描电子显微镜观察磨痕微观形貌.结果表明：在室温(25 ℃)至400 ℃范围内,微动初期和稳定阶段多层膜的摩擦系数比钛合金基体低,磨损体积也比钛合金基材明显降低;多层膜磨损体积随着温度的升高而增大;多层膜可以显著降低钛合金基材的磨损;多层膜的损伤主要表现为剥层和磨粒磨损形式.     

钢铁的表面状态与钢中合金元素对降低化学气相沉积氮化钛温度的影响

化学气相沉积是获得优质涂层、强化金属表面的手段之一。本工作初步研究了影响TiN化学气相沉积温度的工件因素,认为工件表面富N或存在易与N、Ti结合的元素可降低沉积温度,从而改善了工艺条件。     

气相沉积TiN技术在模具表面强化中的应用研究

介绍了在模具表面上气相沉积TiN涂层常用的几种方法,分析了各种工艺的特点、关键技术参数及其应用对象,指出了模具表面气相沉积TiN技术的发展方向。     

高速钢表面PN＋PVD复合处理工艺和性能研究

采用多弧离子镀设备,在高速钢W18Cr4V上先进行等离子氮化,再沉积TiN薄膜,研究了不同渗氮温度和时间对PN+TiN薄膜组织和性能的影响.结果表明,温度为500℃左右和时间为2h以上条件下对W18Cr4V进行渗氮处理后再沉积TiN薄膜,可以得到最佳的薄膜表面显微硬度(1800～2000HV0.05)和膜/基结合力(50N),涂层耐磨性也得到明显提高.     

球墨铸铁表面连续激光沉积高速钢粉末涂层的工艺与组织性能

采用大功率连续CO2激光器对预置了高速钢粉末的球墨铸铁基体进行激光辅助金属沉积处理.得到了激光沉积的优化工艺参数,用该参数制备的沉积层组织致密、无气孔、无裂纹等缺陷,沉积层与基体为冶金结合.XRD分析表明,Ni60+T15+T15沉积层中V4C3,WC1-x,CoCx等硬质相起到弥散强化的作用,Ni60+T15+T15沉积层平均硬度值为716HV,是基体的2.2倍.Ni60+YT12+YT12沉积层中起强化作用的Cr7C3相主要分布在晶界间,Ni60+YT12+YT12沉积层平均硬度值为739HV,约为基体的2.3倍.     

缝式喷嘴结构参数对出口流场分布的影响

提出了一种用于化学气相沉积法制备6.5%硅钢(wSi=6.5%)的缝式喷嘴结构。利用数值仿真方法模拟了不同结构参数下喷嘴出口处SiCl4气体速度分布情况。基于试验设计方法分析了结构参数对喷嘴出口处速度场分布的影响,以及各影响因素的重要程度。通过软件进行优化分析得到了最优的结构参数。通过实验对仿真结果进行了验证。     

用扭转法测定硬质涂层与金属基体间的结合力

本文用扭转法配合声发射技术,对由物理气相沉积(PVD)的TiN涂层进行结合力测定,并建立起计算结合力的公式,通过计算得到较为满意的结果。它为涂层与基体间的结合力进行定量研究提供了一种新方法。     

高温化学气相沉积法生长碳化硅晶体(HTCVD)

研究了SiC晶体高温化学气相沉积生长机理,从Sic晶体高温化学气相沉积生长过程的化学原理、反应条件、反应过程、一般工艺等方面进行探讨,并分析了沉积温度、气体压力、本底真空及各反应气体分压(配比)对SiC单晶生长及其缺陷形成的影响,基于以上分析,得出高温化学气相沉积法生长碳化硅晶体最佳的工艺条件.     

交流脉冲制备TiO2薄膜的性能研究

利用150kHz交流脉冲放电进行等离子体化学气相沉积（PCVD），使用Ti（OC3H7）4为源物质，在普通钠钙载玻片上制备了TiO2膜．主要考查了交流脉冲电压、反应室工作气压、气体流量、薄膜沉积温度等工艺参数对薄膜光学特性的影响,通过薄膜透过率和吸光度分析，探讨了各工艺参数对成膜品质的影响．结果表明：在载玻片上．根据不同沉积条件可制成性能不同的TiO2薄膜，均有光催化特性且附着力好．     

钢基体上化学气相沉积碳化钛覆层的显微组织形成机制及开裂的研究

本文通过把不同成份的钢试样,在相同的气氛及工艺条件下,进行化学气相沉积后,用光学显微镜及扫描电子显微镜观察并分析不同沉积时间下得到的试样的显微组织变化。根据化学气相沉积理论,提出了在不同含碳量的普通碳铜的基体上覆层的形成机制。并且应用这一机制使实验结果得到了令人满意的解释。采用了倾斜剖面试样,恰当的试样制备方法,并选用了合适的浸蚀剂,成功地显示了 TiC 覆层与基体之间过渡层组织。并根据过渡层中各元素的分布,弄清了过渡层的形成原因。为作者在以前工作中提出的“予先进行 CN 共渗处理,再进行化学气相沉积,可以使覆层与基体间的结合力有所提高,其原因是因为过渡区中存在 TiN,因而减少了 TiC 层与基体间的热膨胀系数之差。这一说法找到了实验根据据。经过 TiC 化学气相沉积的试样,在静载荷和冲击载荷作用下,使覆层开裂并剥落。然后对裂纹的宏观形貌进行观察。提出了在静弯曲条件下覆层中裂纹的萌生,扩展及剥落的规律。     

掺硼浓度对间歇法生长硼掺杂纳米金刚石膜的影响

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积(直流热阴极PCVD)法,以硼酸三甲酯为硼源,通过金刚石膜的间歇式生长过程,制备硼掺杂纳米金刚石膜,研究不同的硼源流量对硼掺杂纳米金刚石膜的影响,并用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪对样品进行了表征.     

直流磁控溅射法在Mg-Li合金表面沉积TiN薄膜提高合金抗腐性的研究

TiN薄膜具有良好的抗腐蚀性,采用直流磁控溅射法低温下合成TiN薄膜可以节约能源,简化工艺.采用直流磁控溅射法在Mg-Li合金表面沉积TiN膜,TiN膜厚度约为1.6μm,靶材为纯度99.99%的钛靶.用X射线衍射仪(XRD)来表征薄膜的成分,薄膜的表面形貌用扫描隧道显微镜(SEM)以及原子力电子显微镜(AFM)来表征.将样品放入浓度为3.5%的NaCl溶液中进行腐蚀实验,结果镀TiN膜的镁锂合金样品析氢速率很慢;用SEM进行腐蚀表面观察,未镀TiN薄膜的合金表面比镀TiN薄膜的合金表面腐蚀严重,说明在Mg-Li合金表面沉积TiN薄膜提高了镁锂合金的抗腐蚀性.     

基于Windows Mobile的半导体CVD监控系统的设计与实现

CVD(化学气相沉积)镀膜是半导体生产的关键步骤,沉积过程中对工艺参数、调度信息的管理非常重要。本文根据CVD生产的需求,以Visual C++2005为开发平台,在Windows Mobile平台实现了晶圆化学气相沉积工艺参数的无线实时监控管理,其无线监控特性使操作者避免了现场的有毒气体吸入。     

无氢化学气相沉积碳化钛

本文介绍了一种新的化学气相沉积碳化钛方法。用此法对几种常用的工具材料进行了沉积处理,并用金相观察、X射线结构分析、X射线光谱显微分析等手段测定了碳化钛沉积层的组织、结构和性能。应用此法于模具和某些易磨损机件上可较大地提高机件的使用寿命,且方法本身安全、经济,在一般的热处理设备条件下即能进行。