用对向靶溅射钡铁氧体垂直磁化薄膜

用对向靶型高速、低温的溅射法,溅射垂直磁化钡铁氧体介质薄膜(BaM)。由于这种对向靶溅射法,采用了与电场方向相平行的外加磁场,严格地控制了从靶面释放出的高能粒子对基板的轰击,得到了具有良好的钡铁氧体C轴排列取向,薄膜表面平滑性好,膜的组成与靶的成份几乎无偏离的薄膜。文中对溅射条件与膜的结构、成份、磁学性质之间的依存关系进行了研究。为了溅射优质的BaM膜最重要的是选择基板的结构状态、Ar气和O_2气分压值、基板的加热温度。此外,等离子体束缚磁场和溅射功率对薄膜的结晶取向也有明显的影响。实验研究结果判定,对向靶溅射法对于磁性材料的溅射具有极其良好的作用。     

多靶射频磁控共溅射SmCo/Cr薄膜的制备和磁性能

采用多靶射频磁控共溅射方法制备了SmCo/Cr薄膜,用XRD和VSM测量了各样品的微结构和矫顽力.结果表明,SmCo膜具有较强的垂直各向异性,当Cr底层溅射时间为5min、SmCo磁性层溅射时间为14min、Co靶溅射功率为220W时,所得到的薄膜垂直矫顽力最大.     

非平衡磁控溅射掺Cr类石墨镀层的结构分析

采用非平衡磁控溅射离子镀技术,通过调节Cr靶的溅射功率,在单晶硅基片上沉积制备了一系列不同Cr含量的类石墨(Cr-GLC)镀层样品.利用Raman光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子电镜(TEM)、显微硬度计分析了Cr-GLC的微观结构和显微硬度.结果表明,利用非平衡磁控溅射得到的Cr-GLC镀层,随Cr含量的增高,硬度逐渐降低并趋于稳定.当Cr含量小于4%时,Cr只以单质非晶态分布于非晶GLC中,Cr的掺杂降低了内应力;当Cr含量超过4%后,还有CrCx纳米晶存在于非晶态的GLC中;镀层由C、Cr和CrCx纳米晶粒组成非晶结构.     

基于液滴锡靶LPP-EUVL光源多层膜的溅射损伤研究

基于Navier-Stokes方程的自相似解,研究了最小质量限制液滴Sn靶激光等离子高能离子的时空分布特性,并将该结果应用于高能离子碎屑刻蚀导致的极紫外光刻(EUVL)光源收集镜寿命的评估.对于不同的绝热膨胀指数γ＝1.67、1.3和1.1,数值计算了激光等离子体平均电离度、等离子体羽辉尺寸、羽辉膨胀速率和离子动能随时间的演化,并得到了高能Sn离子碎屑通量的角分布及其轰击溅射Ru、Mo和Si膜的溅射产额及溅射刻蚀速率.研究发现,激光液滴靶等离子体中的高能Sn离子对Mo,Si多层膜的溅射刻蚀率的角分布满足cos3θ的关系.对EUVL光源而言,为了延长EUV收集镜寿命,降低激光等离子体电离度和采用最小质量限制液滴Sn靶是一条有效的途径.     

镀锡钢板铬酸盐钝化膜的X射线光电子谱分析

使用X射线光电子能谱(XPS)全元素扫描分析方法对镀锡钢板铬酸盐钝化膜的成分进行了分析研究.结果表明,组成钝化膜的主要元素为Cr,O,Sn和C.通过Ar+溅射对钝化膜进行深度剖析表明,C元素来自于表面的污染而不是膜层本身;Cr和O元素随着Ar+溅射的进行含量逐渐降低,而Sn元素的含量却逐渐增加.溅射约360 s后,Sn元素的含量已达到了80%以上,此时所对应的钝化膜的厚度约为20 nm.通过窄幅扫描对钝化膜的相组成进行了分析,结果表明钝化膜主要由Cr(OH)3,Cr2O3,Sn及其氧化物构成.     

磁控溅射靶源设计及溅射工艺研究

设计制作了方便实用的圆形直流平面磁控溅射靶源;用ＣＴ—５型高斯计测量铝靶面上的磁场分布,给出靶电压和靶电流随溅射氩气压（３．０×１０－１～９．０×１０－１Ｐａ）的变化曲线和３种不同气压（１．０,０．６,０．２Ｐａ）下的伏安特性曲线;在玻璃基体上制备了高纯铝、铜和钛膜．结果表明,该靶源可得到最佳磁场分布,且结构简单、更换靶材方便、溅射电压和气压低、成膜速度快、基体温升低．     

NiO靶烧结温度对NiO／Ni81Fe19双层膜的影响

在不同的温度下烧结制备ＮｉＯ靶，用射频磁控溅射法淀积ＮｉＯ／Ｎｉ８１Ｆｅ１９双层膜，研究了不同的温度烧结ＮｉＯ靶对ＮｉＯ／ＮｉＦｅ双层膜特性的影响，结果表明，使用不同的烧结温度制备的ＮｉＯ靶溅射所得的ＮｉＯ膜中Ｎｉ的化学价态及其含量不同，进而影响ＮｉＯ／Ｎｉ８１Ｆｅ１９双层膜的磁滞回线的矩形度及层间交换耦合作用。     

对向靶型高速低温溅射法及氮化钛薄膜的溅射研究

为了实现高速、低温、无成份偏析的溅射法,将两个同样尺寸的靶相互平行放置,并在靶面垂直方向上加入外磁场组成一种新型的溅射装置。通过对这种结构的溅射装置的工作原理和实际性质研究表明,从靶面放出来的电子可以高效率地使溅射腔内的气氛电离,并且在磁场作用之下,形成高密度的等离子体。另外还可以完全控制高能电子对基板的轰击,从而实现了高速、低温、无成份偏析的溅射。利用这种装置还对氮化钛薄膜物性同成膜的各种实验条件,如溅射功率、溅射气氛、基板高频偏压等进行了系统研究。除获得了维氏硬度3500～4000左右的优质氮化钛薄膜以外,还得到了薄膜硬度可以通过反射率同光波长的依存关系进行予测的有益结论。     

NiO靶烧结温度对NiO/Ni81Fe19双层膜的影响

在不同的温度下烧结制备 Ni O靶 ,用射频磁控溅射法淀积 Ni O/ Ni81 Fe1 9双层膜 ,研究了不同的温度烧结 Ni O靶对 Ni O/ Ni Fe双层膜特性的影响 ,结果表明 ,使用不同的烧结温度制备的 Ni O靶溅射所得的 Ni O膜中 Ni的化学价态及其含量不同 ,进而影响 Ni O/ Ni81 Fe1 9双层膜的磁滞回线的矩形度及层间交换耦合作用     

基板直流偏压对高频溅射Co-Cr膜的影响

本文在国产高频溅射仪上研究了基板直流偏压对Co-Cr溅射膜性能的影响。实验研究表明,溅射膜的M,不仅随Cr含量增加而减小,而且随负偏压的绝对值的增加而减小,在适当的负偏压下,可以得到C轴取向度△θ_(50)和磁性参数的某种最佳值。本文研究了得到这种最佳值的条件,找到了降低饱和磁化强度和改善薄膜性能的新途径。     

基体偏压对CrTiAlN镀层摩擦磨损性能的影响

应用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在高速钢和单晶硅基体上制备了一组随基体偏压变化的CrTiAlN梯度镀层,并测试了其摩擦学性能。结果表明,随偏压的增大,镀层的厚度、硬度、膜基结合强度和耐磨性能表现出先升后降、摩擦系数较低、具有良好的韧性;在-75 V左右偏压下沉积的镀层具有最佳的综合性能。通过XRD、SEM的分析表明,由CrN、TiN、AlN、Cr和Ti2N等微晶组成的复合镀层,晶粒细小,属于纳米级颗粒,从而使镀层具有良好的摩擦学性能。     

Cr靶电流对磁控溅射C/Cr复合镀层性能和结构的影响

使用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术制备了C/Cr复合镀层,并研究了Cr靶电流对C/Cr复合镀层摩擦学性能的影响规律。采用XPS检测了C/Cr复合镀层的化学成分,采用XRD分析了镀层的晶相结构,采用SEM观察了镀层的表面和断口形貌。实验结果表明:使用较小的Cr靶电流能改善镀层表面质量,降低镀层摩擦系数;Cr靶电流过大时,镀层的性能明显下降。     

掺铬类石墨薄膜摩擦学性能研究

采用非平衡磁控溅射离子镀技术,以电流控制方式在高速钢和硅基底上制备了不同C r含量的C/C r类石墨薄膜,测量了类石墨膜的显微硬度、膜基结合强度、摩擦系数和比磨损率,分析了薄膜的相结构,观察了薄膜的表面和断面形貌。结果表明:所制备的类石墨薄膜随C r含量的增高,硬度逐渐降低,结合强度先增后降,摩擦系数和比磨损率则先降后升;类石墨膜是含有多种纳米晶的非晶结构;金属元素C r含量影响了类石墨碳膜的表面形貌和组织结构。当C r含量在0.5%~2.5%时,薄膜表面光滑而结构致密,摩擦系数小且比磨损率低,膜基结合强度高,具有良好减摩耐磨性能。     

刷镀电压对镍镀层摩擦磨损性能的影响

为研究刷镀电压对镍镀层摩擦磨损性能的影响,分别在不同刷镀电压下,采用快速镍刷镀方法在45~#钢表面制备工作层.在球-盘摩擦磨损试验机上,以Cr12钢球为摩擦配副进行油润滑条件下的摩擦磨损试验,通过磨损失重、油液的光谱和铁谱分析、摩擦系数、磨损表面形貌研究了不同镍镀层的摩擦磨损性能.结果表明:不同刷镀电压下制备的镍镀层的摩擦磨损性能存在较大差异.刷镀电压过低(8V)或过高(22V)时,镍镀层耐磨性能均下降;当刷镀电压为14V时,镍镀层的摩擦磨损性能最佳;镍镀层磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.     

CeO2对等离子喷涂Cr2O3涂层组织和滑动磨损性能的影响

通过在Cr2 O3 材料中加入不同含量的CeO2 添加剂 ,探讨了稀土对等离子喷涂Cr2 O3 涂层组织、抗拉结合强度和滑动磨损性能的影响。研究结果表明 ,添加适量CeO2 可以提高Cr2 O3 涂层的致密性、抗拉结合强度和耐磨性。在滑动磨损条件下 ,Cr2 O3 涂层的磨损为疲劳磨损 ,CeO2 的加入不会改变涂层的磨损失效机制。涂层的耐磨性与涂层的抗拉结合强度成正比。     

闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在切削刀具上的应用

闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术制膜时镀层设计不受元素化合价及相图的限制,工艺控制简单,可以方便地设计镀层的成分和结构,且膜/基结合性能突出。研究了用该技术制备的硬质CrTiAlN梯度膜,该膜具有良好的结合力和韧性,在无润滑切削条件下,适用不同的切削方式:对于普通高速钢钻头提高寿命数十倍,同时扩展工件材料至高强度钢;对断续式的铣削黄铜,可提高寿命25倍;对于加工PVC板的微钻,寿命仍可提高4倍以上。     

Cr/WC激光表面改性梯度层组织及磨损行为

用5kWCO2激光器对先后预置不同成分合金粉末的铸造铝硅合金表面进行2次激光扫描，制备了Cr/WC激光表面改性梯度层，并对其显微组织进行了分析，结果表明，在梯度层表面产生了大量的Al9Cr4化合物，且有更多的硅元素固溶在α-Al中，增加了固溶强化的作用，自表面至基体激光改性梯度层的显微硬度呈现明显的连续变化趋势，而单次激光表面改性层与基体之间的显微硬度值则有一突变，微动磨损实验表明，激光改性后的表面抗微动磨损的能力增强，磨损机制不同于铝硅合金基体，而表现出较好的抗粘着损伤性能。     

反应等离子熔覆复合材料涂层的耐磨性研究

以Fe—Cr—C合金粉末为原料,采用反应等离子熔覆技术,在45号钢表面制得以原位生成初生相（Cr,Fe）7C3为增强相的新型陶瓷复合材料涂层。利用SEM、XRD、EDS和显微硬度计等分析了涂层的显微组织和硬度,分别在室温干滑动磨损及高温滑动磨损条件下测试了涂层的耐磨性,并讨论了其磨损机理。结果表明,涂层组织包括（Cr,Fe）7C3增强相和γ－Fe固溶体与少量（Cr,Fe）7C3构成的共晶;该涂层在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性。     

Microstructure and wear resistance of PTA clad Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating

A wear resistant Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating was fabricated on substrate of the hardening and tempering C degree steel by PTA (plasma transferred arc) cladding with (wt%) Fe-25Cr-7C elemental powder blends. Microstructure of the coating was characterized by OM, SEM, XRD and EDS. Wear resistance of the coating was tested under dry sliding wear condition at room temperature. The results indicate that the PTA clad ceramal composite coating has a rapidly solidified fine microstructure consisting of Cr7C3 primary particles uniformly distributed in the γ-Fe matrix and is metallurgically bonded to the C degree steel substrate. The PTA clad Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating has high hardness and excellent wear resistance under dry sliding wear test conditions. The excellent wear resistance of the Cr7C3/γ-Fe ceramal composite coating is attributed to the coating's high hardness, strong covalent atomic bonding and refined microstructure.     

磁控共溅射法制备Zn_(1-x)Cr_xO薄膜及其结构性能

本文采用磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备了Cr掺杂ZnO薄膜,通过改变Cr溅射功率,从而改变Cr的掺杂量.介绍了Zn1-xCrxO薄膜的制备方法,分别用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对不同Cr溅射功率的一系列薄膜的结构,成份、元素含量及价态等性能进行了分析.结果表明,Cr溅射功率为20 W的样品,具有最好的c轴择优取向,Cr以+3价形式掺入薄膜中,Cr3+替代了部分Zn2+.