基于光锥结构的红外厚度传感器研究

提出一种基于光锥结构的红外厚度传感器,用于样品厚度的检测.给出输出功率与样品厚度、供电电流及供电频率的理论模型,采用生物地理学优化算法对参数进行多参量系统优化,找出最佳参量条件,与实验数据获得的最佳参量基本吻合.根据面型设计理论及高、低折射率交替镀膜技术制作顶角为20°、长45 mm、内表面反射率高达99％的光锥,实现了红外厚度检测中光线的聚集与准直,提高了光电探测器单位面积上接收的光能量,减少了在传统红外厚度检测中光学镜片结构复杂且成本高的不足.结果表明,实验结果与该模型边界条件基本吻合,通过高、低折射率交替镀膜技术实现了一次曲面光锥内表面反射率达99.45％,防止基底缓慢氧化引起的反射率衰减从而影响测量精度.     

扫描电镜粉末样品的制备

扫描电镜粉末样品制备的好坏，直接关系样品表面微观形貌的观察。样品在样品台上固定和样品表面镀膜，则是制备的关键。本实验使用火棉胶溶液做分散剂和粘接剂，对不同材料样品进行了固定，并对空气溅射的镀膜条件进行了选择。     

CrN/Cr镀膜改性的H13钢摩擦学性能

为提高AISIH13钢的硬度和耐磨性能,采用多弧离子镀(multi-arc)方法在H13钢表面沉积CrN/Cr双层膜。在600V直流负偏压下对样品表面进行氩离子轰击,随后沉积Cr中间层,采用3种不同的氮气分压,在200V直流负偏压下沉积CrN膜。SRV往复式摩擦磨损实验及表面形貌分析显示,H13钢镀膜样品磨痕深度只有未镀膜样品的1/4,膜层的显微硬度可达HV=1684,高于未镀膜样品的HV=780。膜层的主要相成分是CrN、Cr2N和少量的Cr。     

ABS树脂的化学镀Ni-P镀层的超黑化性能

通过化学镀的方法在ABS树脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)表面形成一定含P量的Ni-P合金镀膜,研究强酸对该镀膜的腐蚀作用,以及强酸浓度、腐蚀温度、腐蚀时间对腐蚀后镀膜的可见光反射率的影响,得到了制备低光反射率腐蚀镀膜的工艺条件.结果表明:腐蚀后的镀膜在可见光范围内的反射率可以达到0.5%以下,实现了超黑的表面效果;同时,腐蚀后的镀膜对紫外、红外区域的电磁波也有较低的反射率;经过化学腐蚀,镀膜表面的元素质量分数发生变化,其中Ni元素的质量分数降低,P元素和O元素的质量分数增大;扫描电子显微镜(SEM)实验表明经过化学腐蚀,在镀膜表面产生了纳米尺度的微隙结构,这种表面形貌特征使腐蚀层具有了超黑的颜色效果.     

钯铜合金膜的化学镀制备过程研究

采用正交法研究了Pd-Cu合金膜的化学镀制备过程,考察了镀液组成和制备条件对镀膜速率的影响.在化学镀膜过程中,CuCl2浓度对镀膜沉积速度的影响最大,最优Cu镀液组成和制备条件为CuCl2 0.04 mol/L,KNaC4H4O6 0.05 mol/L,HCHO 15.0 mL/L,温度30 ℃.根据Pd、Cu的沉积速率,控制化学镀Cu的时间可制备出一系列精确Pd/Cu质量比的致密Pd-Cu合金膜.     

IPMC的制备研究

研究了IPMC的制备过程.制备主要分为前期预处理、主化学镀反应和次化学镀反应.在进行一次主化学镀反应之后,对比了不同次数的次化学镀反应所制备的样品的性能.设计了用于驱动IPMC的信号发生器,建立了基于PC机和数据采集卡的测试平台.对制备出来的样品进行了致动特性的测试,测试了激励信号的频率、幅值、以及镀膜厚度对致动特性的影响,为人工肌肉的控制设计提供了依据.实验结果表明:镀膜的电阻和激励信号的频率越小,摆动幅度越大;激励信号的幅值越大,摆动幅度越大;镀层厚度增大有利于电阻的降低,但是由于表面硬度的增加,镀膜并不能太厚;镀膜的打磨导致了电极的不均匀,增大了电阻,降低了材料活性.     

各向异性随机表面参量的光散射测量

用原子力显微镜对粗糙硅表面进行了形貌测量,发现其高度分布的各向异性,根据光场分布特点,结合晶片样品表面的散射方位曲线,在入射角是75°的情况下,沿着散射方位曲线测量了样品表面的光散射轮廓,引入自仿射分形随机表面模型,利用傅立叶变换法对光的散射轮廓进行定量分析,成功提取了随机表面参量,并与在原子力显微镜下测量样品表面高度分布经计算所得的数据相比较,验证所得参量的正确性.     

Ni-P-Al_2O_3化学复合镀的机理

为了改善化学镀Ni-P合金镀膜的耐磨性,研究了Ni-P-Al_2O_3化学复合镀膜的工艺条件及其影响因素。得出了适当的化学镀液组成和最佳工艺条件;并测定了热处理对镀膜硬度和耐磨性的影响。     

铁电薄膜热释电性质的研究

利用Ginzburg-Landau-Devonshire (GLD)热力学唯象理论,对由2种不同铁电材料构成的含有表面过渡层的铁电双层膜体系进行了探讨.通过引入一个描述2种铁电材料物理性能差异大小的物理参量α,并考虑2种铁电材料物理性能的差异,研究了铁电双层膜的热释电性质.结果表明:通过控制参量α的大小,热释电曲线上会呈现1个或2个峰;改变铁电界面耦合系数、参量α以及表面过渡层参量的大小,热释电曲线的峰位向高温区或低温区移动.     

椭球单毛细管高能X射线微焦斑透镜模拟表征

为了使单毛细管透镜在X射线微区分析中获得高能X射线微焦斑,设计并模拟了基于椭球单毛细管的高能X射线微焦斑透镜,并模拟透镜内表面镀金属氧化膜,氧化膜主要成分为HfO₂.结果表明：镀膜透镜和普通玻璃透镜都可以将能量为100 keV的X射线会聚成<10.0μm的焦斑;与普通玻璃透镜相比,透镜镀膜后X射线聚焦能量上限提高了约2倍.为增加镀膜透镜光通量,重新设计了镀膜透镜,该新透镜相比于最初设计的普通玻璃透镜,在相同的实验室光源条件下聚焦能量为100 keV的X射线,在焦斑处光通量提高了3.8倍,功率密度增益提高了1个数量级,这表明透镜镀膜对聚焦高能X射线有一定的应用价值.模拟结果对椭球单毛细管高能X射线透镜的研制和应用具有指导意义.     

磁控溅射电源控制算法的优化设计

磁控溅射电源是磁控溅射镀膜生产装置中的关键设备之一,溅射过程中的不稳定严重影响镀膜的质量,因此电源控制算法的优化设计对改善溅射过程的稳定性至关重要。本文针对大型真空镀膜设备所用电源,提出变速积分PI控制和重复控制相结合的控制方案,详细介绍了复合控制器的设计过程,MATLAB仿真验证了该方案的合理性。在实验室搭建了样机,测试和运行结果证明了算法的正确性。     

反应磁控溅射离子镀TiN膜的工艺参数

为改进反应磁控溅射离子镀氮化钛膜工艺,提高溅射速率和改善薄膜质量,本实俭测得了靶极电压与氮气流量;靶极电流与氮气流量;溅射室内气体压强与氮气流量;氮化钛膜的颜色与氮分压;靶极功率与氩气分压强的关系,以及薄膜层中氮含量、钛含量沿薄膜表面的分布。探讨了影响镀膜的主要工艺参数。     

用神经网络算法预测溅射镀膜时的溅射产额

文章运用人工神经网络理论建立预测模型,综合考虑了影响溅射产额的多个参数;用实例讨论了如何利用网络模型来预测不同条件的溅射产额,并对网络模型的适用性进行了检验,证明其有一定的适用价值;其结果可能在生产中应用,也指明了需要进一步研究的问题。     

溅射法制备梯度薄膜研究进展

梯度薄膜是一种涂覆型梯度材料,具有均质薄膜无法比拟的优越性。溅射法效率较高且环保,较广泛地应用于梯度薄膜的制备。对于反应溅射,可通过连续改变反应气体流量制得化学成分比连续变化的梯度薄膜。对于非反应溅射,可通过溅射一系列不同成分比的靶材制得梯度薄膜,但成本较高,且梯度层有限。而通过连续改变溅射参数来制备梯度薄膜是较常用的方法。     

直流反应磁控溅射预制ZnO晶种层工艺参数优化

采用直流反应磁控溅射法,在不同O2/Ar分压比(1∶3、1∶4),不同溅射功率密度(24、40、48W/cm2)及不同热处理温度(400、800℃)条件下制备出ZnO晶种层,研究O2/Ar分压比、溅射功率及热处理的最佳工艺,对制备的晶种层微观形貌和结构进行SEM、AFM、XRD表征,分析磁控溅射相关工艺参数对预制ZnO晶种层的影响机理,发现在O2/Ar分压比为1∶4,溅射功率密度为40W/cm2及800℃热处理条件下制备的ZnO晶种层质量最优.     

离子注入和溅射率的蒙特卡罗模拟计算

蒙特卡罗方法是一种模拟随机性问题的好方法 ,文章依据离子注入和溅射原理并运用蒙特卡罗方法在计算机上模拟了氩离子注入铜靶中的注入离子轨迹、碰撞级联和铜靶在氩离子不同能量和氩离子不同入射方向时的溅射率 ,并对所取得的模拟结果进行了分析研究 ,为提高溅射镀膜生产效率提供了理论依据。     

等离子喷涂法制备B4CCu梯度材料

以钢为基体,利用大气等离子喷涂技术制备了４种Ｂ_４Ｃ涂层（纯Ｂ_４Ｃ涂层和成分分布指数分别为Ｐ＝０．２,１,２的Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层）．对这几种涂层的形貌进行了观察;对Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层的残余热应力进行了分析：对纯Ｂ_４Ｃ涂层和Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层进行了Ｘ射线电子束热冲击测试．结果表明,Ｐ＝１的Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层具有最好的抗热震性．最后对Ｂ４Ｃ涂层的化学溅射性能进行了测试．     

不同靶材制备TaN单层薄膜的晶体结构与力学性能

以钽氮化物为个体层材料,利用FJL560CI2型超高真空射频磁控与离子束联合溅射系统,制备以TaN和金属Ta为靶材的两种TaN单层薄膜.通过XRD和纳米力学测试系统分析它们的晶体结构和TaN靶材对薄膜机械性能的影响.结果表明,TaN靶材制备的TaN单层膜的纳米硬度值普遍高于Ta靶材的;当工作气压为0.4 Pa时,TaN单层膜的硬度最大,即35.4 GPa,其结晶出现多元化,使单层膜的硬度、弹性模量以及膜基结合性能均达到最佳.     

碳纤维复合材料化学镀工艺研究

为确定最佳化学镀制备碳纤维复合材料工艺条件,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征涂镀产物的组成及形貌. 实验结果表明:温度、pH值、装载量、纤维长度和搅拌方式对施镀效果有影响,镀铜最佳工艺条件为温度60 ℃,pH=12,装载量60 mg/250 mL,碳纤维长度为1 mm. 镀铜镍碳纤维(CNCF)的镀层元素为铜和镍,镀层均匀,铜、镍为多晶,结晶质量、表面一致性良好,电镜确定铜层厚度约为1 μm,与理论计算0.96 μm基本吻合.      

离子溅射镀膜对纳米材料形貌观察的影响

通过观察场发射扫描电子显微镜下纳米Cu颗粒离子溅射镀膜前后纳米尺度的形貌,发现镀膜改变了纳米Cu颗粒的形貌,分析了离子溅射膜的形成过程,探讨了镀膜改变纳米颗粒形貌的原因,指出了观察纳米颗粒形貌时应该注意的问题．