过滤管道磁场对改进弧沉积系统弧放电和传输效率的影响

在 90°磁过滤管道和MEVVA源阴极之间加一 30～ 60V的正偏压 ,可使磁过滤管道起到阴极弧放电第二阳极的作用 .在此情况下对磁过滤管道磁场对MEVVA源阳极 阴极以及磁过滤管道 阴极 2个回路弧放电以及磁过滤管道等离子体传输效率的影响进行了实验研究 .研究表明 ,磁过滤磁场升高 ,磁过滤管道和阴极之间的弧放电规模降低 ,系统的等离子体传输效率升高 ,但对MEVVA源阳极和阴极之间的弧放电规模影响不大 .     

聚焦磁场对系统弧放电和传输效率的影响

在90°磁过滤管道和阴极之间加一30～60V的正偏压可使磁过滤管道起到阴极弧放电第二阳极的作用.在此情况下对聚焦磁场对MEVVA源阳极-阴极以及磁过滤管道-阴极2个回路弧放电和磁过滤管道传输效率的影响进行了实验研究.研究表明,随聚焦磁场升高,MEVVA源阳极和阴极之间的弧放电规模减小,而磁过滤管道和阴极之间的弧放电规模增大,并且系统的等离子体传输效率也随之升高.     

过滤真空弧等离子体沉积成膜系统的磁过滤管道传输特性的实验

介绍了采用90°螺旋管的过滤真空弧等离子体沉积成膜系统，对磁过滤管道的传输特性进行了实验研究．实验观察到，弧源聚焦磁场和过滤管道正偏压越高，过滤管道的传输效率越高．但聚焦磁场高过一定阈值时，会出现起弧不稳现象，此阈值的大小同过滤管道磁场及偏压的大小有关．过滤管道正偏压在40～60V范围内，管道磁场在7～11mT时传输效率较高，偏压越高达到最佳传输效率所需的过滤管道磁场越高．     

阴极真空弧放等离子体的过滤及传输

阴极真空弧放电产生高密度等离子体的同时，也产生尺寸可达微米量级的液滴，液滴对膜层的污染限制了它的应有和，为解决这个问题，可采用轴对称磁场约束阴极斑，磁过滤器过滤等离子体出束中的液滴，结果表明液滴在磁过滤器出口处已基本上被过滤掉了，该处离子束流达到１２０ｍＡ。     

过滤真空弧等离子体沉积成膜系统的磁过滤管道传…

介绍了采用９０°螺旋管的过滤真空弧等离子体沉成膜系统，对磁过滤管道的传输特性进行了实验研究，实验观察到，弧源聚焦磁场和过滤管道正偏压越高，过滤管道的传输效率越高，但聚焦磁场高过一定阈值时，会出现起弧不稳现象，此阈值的大小同过滤管道磁场及偏压的大小有关，过滤管道正偏压在４０￣６０Ｖ范围内，管道磁场在７￣１１ｍＴ时传输效率较高，偏压越高达到最佳传输效率所需的过滤管道磁场越高。     

TiAlN薄膜的磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积制备的研究

采用磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术,在室温、钛合金和Si(100)单晶表面制备了TiAlN薄膜.利用SEM、XRD、EDS和XPS等对薄膜的微观组织结构及化学组分进行了观察测试分析,探讨了磁过滤脉冲真空弧等离子反应沉积技术的工艺参数对TiAlN薄膜结构的影响.     

阴极真空弧放电等离子体的过滤及传输

阴极真空孤放电产生高密度等离子体的同时，也产生了尺寸可达微米量级的液滴，液滴对膜层的污染限制了它的应用。为解决这个问题，可采用轴对称磁场约束阴极斑，磁过滤器过滤等离子体出束中的液滴。结果表明液滴在磁过滤器出口处已基本上被过滤掉了，该处离子束流达到１２０ｍＡ。     

阴极真空弧沉积中MEVVA源两种工作状态的比较

介绍了阴极真空弧沉积中,弧源在阴极接地和阳极接地２种不同工作状态下的工作特性,发现阳极接地时,因沉积靶室入口法的第二阳极作用。聚焦磁场对弧源放电稳定性的影响不如阴极接地时明显。因此可以加较高煌聚焦磁场,从而获得电流较大和较稳定的沉积离子束。     

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术制备AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜及其性能研究

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术研究了负偏压对AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的形貌、元素以及微观结构的影响,进而讨论了AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的成膜及结晶机制．通过SEM、EDS、XRD和TEM对薄膜的形貌与结构等性能进行测试分析,实验结果表明:不同沉积离子能量条件下,薄膜具有优异的表面品质;随着沉积离子能量的不断增加,薄膜厚度随之减小;同时,沉积离子能量对高熵晶相的调控有明显效果,沉积离子能量的增加使AlCrTiZrMo高熵合金薄膜微结构从非晶相(am)转变为相稳定的am+FCC纳米复合结构．      

金属等离子体浸没动态离子束增强沉积

采用由阴极真空弧等离子体源、负脉冲高压靶台和磁过滤系统组成的金属等离子体浸没动态离子束增强沉积系统,对３０４Ｌ不锈钢进行金属等离子体浸没动态离子束增强沉积处理。对试样予以电化学测试和ＡＥＳ分析。动态增强沉积试样比非增强沉积试样有更强的抗电化学腐蚀能力。     

磁过滤弯管的金属等离子体传输研究

测定了磁过滤管管出口离子电流与阴极弧流的关系,磁过滤管弯内表面中,靠孤大径中心一侧的表面和远离子大径中心一侧的表面与等离子体的相互作用是独立的整个磁过滤弯管偏压较仅仅Ｂｉｌｅｋ板偏压有更高的离子传输效率。     

FCVAD合成Ta-C薄膜的Raman和XPS分析

用磁过滤阴极真空弧沉积（FCVAD）方法在Si衬底上合成了Ta-C薄膜,Raman光谱和光电子能谱（XPS）分析表明衬底加80-100V负偏压时合成的Ta-C薄膜sp^3键所占比例最高,可达80%以上,并且在Ta-C薄膜表面存在-sp^3键所占比例较低的薄层。     

MEVVA离子束技术的发展及应用

金属蒸汽真空弧放电能够产生高密度的金属等离子体.通过二或三电极引出系统,可以把金属等离子体中的金属离子引出,并加速成为载能的金属离子束,这是MEVVA离子源技术.将载能离子束用于离子注入,可以实现材料表面改性.经过MEVVA源离子注入处理的工具和零部件,改性效果显著,因此MEVVA离子源在离子注入材料表面改性技术中得到很好的应用.另一方面,利用弯曲磁场把等离子体导向到视线外的真空靶室中的同时,过滤掉真空弧产生的液滴(大颗粒),当工件加上适当的负偏压时,等离子体中的离子在工件表面沉积,可以得到高质量的、平整致密的薄膜,称为磁过滤等离子体沉积.是一种先进的薄膜制备的新技术.此外,将MEVVA离子注入与磁过滤等离子体沉积相结合的复合技术,可以首先用离子注入的方法改变基材表面的性能,再用磁过滤等离子体沉积的方法制备薄膜,可以极大的增强薄膜与基材的结合强度,得到性能极佳的薄膜.适用于基材与薄膜性能差别大,结合不易的情况(例如陶瓷、玻璃表面制备金属膜).本文简要介绍了MEVVA离子注入技术、磁过滤等离子体沉积技术和MEVVA复合技术的发展和应用状况.     

用质子激发X射线能谱分析技术测量FVAPD装置合成薄膜均匀性

采用质子激发的X射线能谱分析(PIXE)方法对磁过滤阴极真空弧沉积(FVAPD)装置在Al板上合成Ti膜相对厚度进行了测量,给出了沉积靶室中不同位置大面积合成薄膜的均匀性.通过同背散射分析(RBS)测量结果的比较表明:利用在轻衬底上合成重元素薄膜的PIXE分析可以快速、无损和精确地测量FVAPD装置合成薄膜的均匀性.     

磁过滤阴极真空弧法制备纳米nc—ZrCN／a—C：H（N）复合膜

采用磁过滤阴极真空弧法,以C2H2和N2混合气体为反应气体在单晶硅上沉积纳米nc-ZrCN/a-C:H(N)复合膜, 用X射线衍射(XRD)、扫描电镜的能谱仪(SEM-EDS)和X射线电子能谱(XPS)研究了薄膜的成分和结构.实验结果表明薄膜结构是由ZrCN晶粒镶嵌在无定形碳和碳氮化合物基体中;膜中的化合键主要以Zr-C, C=C(sp2)和C-C(sp3)形式存在;随着混合气体流量的增加,薄膜的锆原子分数减小,而N和C的原子分数逐渐增大.     

磁过滤真空电弧沉积系统中阴极表面磁场分析研究

在有限元模型基础上,运用 ＡＮＳＹＳ软件对阴极 真 空 电 弧 沉 积 系 统 中 阴 极 表 面 磁 场 分 布 以 及 传 输 导 管 内 部磁场进行了模拟计算,研究了阴极表面附 近 磁 场 分 布 对 于 电 弧 稳 定 性 和 等 离 子 体 输 运 效 率 的 影 响．计 算 和 试 验 结 果 表明,调节阴极后部的永磁铁至合理位置以及在阳极筒外侧加聚焦线圈两项措施均能够改变阴极表面磁场分布．而对阴极 表面磁场的合理优化有利于电弧稳定,并能极大地提高等离子体传输效率,对于提高沉积效率具有重要意义．      

钽阴极在热阴极辉光放电中行为与防护

为快速沉积高品质金刚石膜，建立了热阴极等离子体化学气相沉积方法．相对于常规冷阴极辉光放电而言，热阴极辉光放电是一种新型放电形式，具有许多新的特性，其中重要一方面是阴极工作在较高的温度（700～1200℃）．研究了钽阴极在此温度条件下，在PCVD气氛中的反应情况．结果表明，钽与气氛中的碳反应形成了有益于放电和阴极防护的碳化钽表面，而气氛中氧的存在会影响阴极的正常工作，甚至造成阴极损坏．为有效保护阴极，需严格控制真空系统的本底真空度和漏气率．     

氧气流量对于磁过滤阴极真空弧法制备ZrO2薄膜特性的影响

ZrO₂薄膜具有高硬度、高耐磨性等优良特性，在诸多领域具有广泛的应用前景．高品质ZrO₂薄膜的制备一直是科学家们研究的一个重点和热点问题．本文利用磁过滤阴极真空弧（FCVA）技术，以金属Zr为阴极，在单晶硅（100）衬底上制备高品质ZrO₂薄膜，利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、X射线电子能谱（XPS）和纳米力学探针对薄膜的结构、形貌、成分及其性能进行表征，研究了O₂流量对于ZrO₂薄膜的晶体结构、形貌、成分以及力学性能的影响规律，获得了结晶品质良好、表面平滑且硬度较高的ZrO₂薄膜．      

碳和钨等离子体在磁过滤弯管中的传输

测试了磁过滤弯管偏转碳和钨等离子体时导向磁场、弧流、偏压对磁过滤弯管等离子体输出量的影响关系,比较了碳和钨等离子体的传输特征,探讨了等离子体在磁过滤弯管中传输的影响因素.结果表明:随导向磁场增加,最佳偏压先是下降,而后趋于稳定;钨等离子体最佳偏压明显高于碳等离子体最佳偏压.     

钼和钛等离子体在磁过滤弯管中的传输

测试了磁过滤弯管偏转钼和钛等离子体时导向磁场、弧流、偏压对磁过滤弯管等离子体输出量的影响关系,比较了钼和钛等离子体的传输特征,探讨了等离子体在磁过滤弯管中传输的影响因素.结果表明:随导向磁场增加,最佳偏压先是下降,而后趋于稳定;钼等离子体最佳偏压明显高于钛等离子体最佳偏压.