基板负偏压对铜基体磁控溅射离子镀铝膜相组成的影响

本文主要论述基板员偏压与铜基体磁控溅射离子镀铝膜的关系。磁控溅射离子镀 铝膜不是简单的单质外接铝膜，而是铜和铝组成的合金膜。膜的相组成主要是由基板 负偏压所决定的。在一定的实验条件下，每一种铜－铝合金相的出现都有一临界负偏压 与之对应．     

等离子体增强磁控溅射离子镀TiN膜的电镜研究

利用透射电镜研究了铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀ＴｉＮ膜的组织和结构。在沉积ＴｉＮ之前先镀一层极薄的钛中间层，继之再沉积ＴｉＮ。研究结果表明：在基体和中间层界面处有ＦｅＴｉ相；在中间层与后继膜的交接处α－Ｔｉ与Ｔｉ２Ｎ有结构匹配关系；靠近中间层的后继膜由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ两相组成；而远离中间层的后继膜部分是ＴｉＮ组成的。     

基片负偏压对PEMSIP法TiN涂层的影响

应用Ｘ射线衍射分析研究了基片负偏压对ＰＥＭＳＩＰ法ＴｉＮ涂层相组成的影响；结果表明，随着基片负偏压增加，膜层相组成朝着富氮相及其含量增加的方向发展，进而影响膜层的硬度。通过微区化学成分分析（ＥＤＳ）研究了膜基界面附近的成分分布。结果表明，界面处有过渡层；偏压愈高，过渡层愈显著。     

Al-Si合金微弧氧化膜结构和成分表征

使用扫描电镜、X射线衍射分析了Al-Si铸造铝合金微弧氧化陶瓷膜的形貌、成分和相组成，并探讨了陶瓷相的形成机制．在硅酸盐溶液中形成的陶瓷膜主要由莫来石、α-Al2O2，γ-Al2O3晶态相和SiO2非晶相组成．膜具有3层结构，电解液离子已扩散到膜的内层，另一方面，Al-Si基体中的硅元素也促进了膜层中莫来石的形成．微弧放电引起膜局部熔化，但对Al-Si合金基体显微组织没有影响．     

钴基合金电弧离子镀NiCrAlY涂层的组织结构和抗氧化性能

采用电弧离子镀方法在Co基高温合金K640基体上制备NiCrAlY涂层,研究电弧离子镀涂层和真空退火后涂层的形貌、相结构及抗氧化性能。研究结果表明:电弧离子镀NiCrAlY涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3和β-NiAl等相组成,衍射峰明显宽化,元素分布均匀;真空退火后涂层组织更致密,衍射峰尖锐,涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3,β-NiAl,α-Cr以及极少量的Cr23C6组成,元素分布不均匀,Al和Y向涂层表面富集,Cr富集在涂层与基体界面附近。真空热处理可使电弧离子镀NiCrAlY涂层表面生成粘附性良好的α-Al2O3氧化膜,提高了电弧离子镀NiCrAlY涂层的抗氧化性能。     

电弧喷涂铝涂层阳极氧化后表面-截面结构分析

采用电弧喷涂工艺在S355钢表面制备Al涂层,并对其进行阳极氧化处理,通过SEM,EDS和XRD等技术分析试样表面-截面形貌、化学元素分布和物相组成,探讨氧化膜-Al涂层-基体的结合机理。实验结果表明:阳极氧化膜中Al与O出现富集现象,以Al2_O_3形式存在;Al与O原子在氧化膜中为高浓度分布,构成氧化膜-Al涂层-基体的复合防腐蚀体系;Al涂层为富Al层,原子含量较高,而基体中Fe原子在界面处发生扩散现象;Al涂层中少量Al原子扩散进入基体,在界面处与Fe反应生成Fe-Al化合物,提高电弧喷涂Al涂层的结合强度。     

AlTiCrN涂层结合界面组织特征与结合性能

以Ti、Al和Cr为靶材,采用阴极离子镀在YT14硬质合金刀具表面制备一层AlTiCrN涂层,通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了其表面和界面形貌、化学元素组成和物相,并用线扫描和面扫描研究了涂层中化学元素在结合界面处扩散机理. 用划痕法表征其界面层结合强度,对界面结合机理进行了讨论. AlTiCrN涂层的物相主要以AlN、CrN和TiN为主,涂层在(111)晶面具有很强的择优取向. 涂层中Al、Ti、Cr和N原子数分数高于基体,在结合界面处呈阶梯状过渡分布,基体中C原子扩散进入TiN、AlN和CrN晶格点阵中,形成明显的扩散层. 涂层结合界面为机械﹢扩散形式,其结合方式主要是由吸附结合、扩散结合和化合结合方式组成. 划痕过程中涂层经历弹性变形、塑性变形和涂层剥离三个阶段,界面结合强度为59. 2 N.     

离子渗氮提高硬质膜层与普通结构钢基体结合力的研究

选用４０Ｃｒ作基体材料，ＴｉＮ作膜层材料，在离子镀膜进行离子渗氮预处理，性能测试与结构分析证实渗氮层的可以缓解膜性质的差异，提高膜基结合力。     

Ti基体上形成微弧氧化膜组成和结构的研究

在甘油磷酸钙和醋酸钙电解液中采用直流电源对纯Ti进行了微弧氧化.采用微弧氧化方法所制备的氧化膜具有粗糙多孔的结构,且微孔直径随着电压的增加而增大.AES分析表明在基体与氧化膜界面发生了扩散,从基体钛到氧化膜的表面氧的浓度逐渐增大,钛的浓度逐渐减小.XPS分析表明氧化膜的组成随着所施加的微弧氧化电压而改变,微弧氧化电压为200 V时TiO2、Ti2O3和TiO占Ti的原子百分比分别为72.61%、22.08%和5.31%;当微弧氧化电压为350 V时氧化膜表面Ti元素只由TiO2、Ti2O3,组成,且占Ti的原子百分比分别为85.48%、14.52%.     

QTi2.5/Cu镀层在NaCl溶液中的耐蚀性研究

采用磁控电弧离子镀方法,在纯铜基体上制备了Cu-Ti合金镀层。用SEM观察分析了镀层截面组织形貌,用XRD测定了镀层的相结构,用三电极体系及电化学阻抗谱(EIS)对镀层在质量分数为5%NaCl溶液中的耐蚀性进行了研究。结果表明,在负偏压为400V,弧电流为30A,靶基距离为145mm时,在纯铜表面镀覆的Cu-Ti合金层组织形貌呈层状结构,主要由α相组成,近基体一侧组织细密,随着镀覆时间延长组织逐渐粗化;镀层与基体结合紧密,镀层在质量分数为5%的NaCl溶液中耐蚀性优良。该研究对Cu-Ti合金镀层在腐蚀环境下的应用提供了依据。     

磁控溅射与电弧离子镀制备TiN薄膜的比较

分别采用磁控溅射和电弧离子镀在抛光后的W18Cr4V高速钢基体表面沉积TiN膜层,利用纳米力学系统、扫描电子显饭镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜进行测试,比较了两种方法所制备的薄膜的异同.结果表明:磁控溅射所制备的薄膜表面平整,但沉积速率和硬度均低于电弧离子镀制备的薄膜.     

氮气流量对复合离子镀TiAlN薄膜性能的影响

利用电弧离子镀和磁控溅射相结合的复合镀技术,在300 V偏压、不同氮气流量下制备了一系列TiAlN薄膜.利用XP-2台阶仪、XRD、SEM和纳米力学测试系统分别对薄膜的沉积速率、晶体结构、表面形貌、硬度和弹性模量等进行测试和分析.实验结果表明:随着氮气流量的增大,薄膜的表面质量逐渐提高,薄膜的硬度和弹性模量均随氮气流量的增大呈现出先增加后减小的变化趋势.     

多元Ti(CN)膜的制备和性能研究

为研究多元Ti（CN）膜层，用空心阴极离子镀方法，通入不同比例C2H2和N2反应气体，以研究反应气体流量变化对膜层性能的影响，筛选出C2H2与N2的最佳比例，确定镀膜的最佳工艺参数，并对最佳工艺条件下的膜层进行了硬度和膜基结合力等的测试，用X－衍射仪，电镜，金相显微镜等对膜层的微观组织结构进行了分析，结果表明，镀膜工艺可行，慕支性能优异，膜基结合好，为以后多元膜层的推广使用提供了实验和理论依据。ii     

基底温度对Ti/TiN薄膜内应力的影响研究

摘要：采用反应直流磁控溅射法,在硅基底上制备了一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）对薄膜物相进行了分析,研究了溅射沉积过程中基底温度对周期薄膜结构及内应力的影响.结果表明：多层薄膜中的Ti出现（101）面,TiN的（200）面衍射峰强度在基底温度为600℃时为最高。随着衬底温度的升高,薄膜内部的压应力逐渐减小,当基底温度在600℃时,薄膜内应力最小。     

中频非平衡磁控溅射制备Ti-N-C膜

采用霍尔离子源辅助中频非平衡磁控溅射技术,通过改变工作气氛、偏压模式、溅射电流以及辅助离子束电流,在不锈钢材料基体上制备了Ti/TiN/Ti(C,N)硬质耐磨损膜层.对薄膜的颜色、晶体结构、膜基结合力等性能进行了检测分析.结果表明:膜层的颜色对工作气氛非常敏感,反应溅射中工作气氛的微小变化会引起表面膜层颜色很大的变化.在正常的反应气体进气量范围内和较小的基体偏压下,薄膜的晶体结构没有明显的择优取向.但是反应气体的过量通入会使薄膜的晶体结构出现晶面择优取向趋势.非平衡磁控溅射成膜技术对薄膜晶体结构的择优取向影响并不是很大.在镀膜过程中施加霍尔电流,可以有效地增加膜基结合力.     

电弧离子镀(Ti,Cr)N硬质薄膜的成分、结构与硬度

用Bulat6型电弧离子镀设备在高速钢表面沉积合成(Ti,Cr)N硬质薄膜。通过改变分离靶弧电流的配置来调节薄膜成分，制取了x=0.62-0.83的（TixCr1-x)N薄膜；考察了薄膜的成分、结构与硬度间的相互关系，明确了Cr在TiN基薄膜中使硬度提高的合金强化作用；结合元素周期律中的基本性质和热力学特征，讨论了Ti,Cr两种元素在（Ti,Cr)N薄膜的相结构（fcc)形成与合金强化中的作用。     

电弧离子镀制备NiCrAlY涂层及其阻尼性能

采用电弧离子镀的方式在不锈钢基片上制备了NiCrAlY涂层.对涂层样品进行了物相分析,表面形貌观察,测定微区化学成分,储能模量和损耗模量.结果表明,利用电弧离子镀的方法可以在不锈钢基底上获得均匀的NiCrAlY涂层.制备过程中的弧电流变化对涂层的表面形貌和化学成分有一定的影响,对涂层的物相结构影响不大.为研究NiCrAlY涂层的阻尼特性,通过储能模量和损耗模量的测试结果得到涂层样品的阻尼性能,结果表明NiCrAlY涂层能明显地提高基底的阻尼性能.     

偏压对电弧镀TiN薄膜结构和机械性能的影响

采用SA-6T电弧离子镀设备在抛光后的W18Cr4V高速钢表面沉积TiN薄膜,在其他参数不变的情况下,考察偏压对薄膜结构和机械性能的影响.通过扫描电镜观察了TiN薄膜的表面形貌,采用X射线衍射仪对结构进行物相分析,利用XP-2台阶仪测试了薄膜的厚度,并用纳米压痕仪和多功能表面测试仪分别对薄膜的硬度和膜基结合力进行测量.结果表明：随着负偏压的增加,具有面心立方结构的TiN薄膜沿（111）密排面的择优生长明显加强;薄膜厚度（沉积速率）呈现先增大后减小的趋势,在负偏压为100V时达到最大;薄膜综合力学性能在负偏压为200V时达到最佳.     

直流磁控反应溅射制备Al2O3薄膜的工艺研究

应用直流磁控反应溅射技术在不锈钢基体上制备Al2O3薄膜,研究了溅射气压、氧气流量和基体温度对Al2O3薄膜的沉积速率和膜基结合力的影响规律。结果表明,随着压力的增大,沉积速率和膜基结合力先增大后减小,在压力为1.0 Pa时最大;随着氧气流量的增加,沉积速率和膜基结合力也随之不断减小;随着温度的升高,沉积速率和膜基结合力略有下降。利用扫描电子显微镜观察了薄膜与基体界面及薄膜的表面微观形貌,薄膜与基体的结合性好,薄膜表面晶粒大小均匀,组织致密。     

非晶硅薄膜的制备及晶化研究

采用磁控溅射技术首先在玻璃基片、单晶硅片上溅射非晶硅薄膜再在其表面溅射铝膜,并用快速退火炉在不同温度下进行退火。利用台阶仪、拉曼散射光谱(Raman)仪和X射线衍射(XRD)仪对薄膜进行性能表征。结果表明:在功率120W,气压1.5～2.5pa,时间为3.5～4.5h的条件下可制备得非晶硅薄膜,Al诱导能降低晶化温度,并在500～600℃间存在一最佳晶化温度。