316L钢+Al2O3金属陶瓷复合膜的制备与组织性能研究

用直流磁控溅射和射频磁控溅射共沉积在316L高速钢基体上制备了金属陶瓷复合薄膜.XRD检测表明,复合薄膜中主要以Fe-Cr相为主,并表现出较强的(110)和弱的(211)择优取向.SEM形貌分析显示,复合薄膜表面呈均匀颗粒状,断面形貌为明显的致密等轴晶结构,并具有良好的高温抗氧化性.硬度和耐磨性测试表明,复合薄膜的力学性能比316L块体的有明显改善.     

磁控溅射法制备Er2O3薄膜及其力学性能研究

金属表面纳米化可以明显改善材料表面力学性能,并能对原子的热扩散起到促进作用,本文尝试采用材料表面纳米化技术改善316L不锈钢金属基底与Er₂O₃薄膜相结合的力学性能.对316L不锈钢采用超音速微粒轰击法处理使得基体表面纳米化,之后采用磁控溅射法在表面纳米化和粗晶粒的316L不锈钢基体上沉积Er₂O₃薄膜并进行500℃和700℃的退火.发现薄膜在500℃退火时相结构基本保持稳定,在700℃退火时Er₂O₃薄膜发生明显的单斜相向立方相的转变.利用采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和纳米划痕测试对薄膜和基底的结合性能评价.结果表明,700℃退火后的薄膜的要比500℃退火后的薄膜表面裂纹更少,更平整,且证得基底纳米化会使膜基结合性能得到提高.     

沉积厚度对L10-FePt薄膜(001)织构和磁性的影响

采用直流磁控溅射方法在表面氧化的Si(001)基片上制备不同厚度的FePt薄膜, 并利用原子力显微镜(AFM)、 X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征样品的形貌、结构和磁性. 结果表明: 将薄膜样品在H₂气氛中经600 ℃退火1 h, 得到了L1₀-FePt薄膜; 薄膜具有(001)织构或明显的(001)取向生长, 随着沉积厚度
的增加, FePt的晶粒尺寸变大, 样品的有序化程度增大, (001)取向生长呈减弱的趋势; 样品均具有明显的垂直磁各向异性, 随着薄膜厚度的增加, 平行膜面矫顽力增大, 垂直膜面矫顽力先增大后减小, 当沉积厚度为10 nm时, 样品的垂直磁各向异性最佳.     

衬底对直流磁控溅射制备TiO2薄膜结构和形貌的影响

在气压为1Pa和2Pa的情况下,文章采用直流磁控溅射法分别在Si(100)、Al2O3陶瓷、普通载玻片3种衬底上生长TiO2薄膜;利用原子力显微镜对TiO2薄膜的表面形貌进行观察,研究了压强及衬底对薄膜表面形貌的影响。并研究表明,在Si(100)衬底上生长的TiO2薄膜,气压为2Pa时比1Pa时表面粗糙度要大;在相同溅射气压下,Si(100)衬底上得到的TiO2薄膜质量明显优于Al2O3陶瓷和普通载玻片衬底上的。     

玻璃基片上磁控溅射制备纳米TiO2薄膜的亲水性能研究

采用射频磁控溅射法制备了纳米TiO2薄膜,应用原子力显微镜观察了薄膜表面形貌,通过测量薄膜表面水滴直径计算接触角的方法研究了TiO2薄膜的亲水性能,发现磁控溅射制备的TiO2薄膜在紫外灯照射下有明显亲水性.     

磁控溅射法制备Half-Heusler化合物半导体TiCoSb薄膜

设计一种特别的TiCoSb复合靶材, 通过调节各元素在复合靶材上所占面积的大小, 可以方便地调节薄膜的成分. 采用这种靶材, 利用直流磁控溅射和快速退火成功制备单一物相的多晶TiCoSb薄膜; 采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)分析TiCoSb薄膜的结构和表面形貌; 利用Hall测试仪初步研究薄膜的电学性质. 结果表明, 所制备的TiCoSb薄膜对石英玻璃衬底具有良好的粘附力, 薄膜均匀致密. 经600 ºC, 5 min退火的TiCoSb薄膜的结晶质量较好, 薄膜的室温电导率为13.7 S/cm.     

沉积温度对直流磁控溅射TiN薄膜结构和表面形貌的影响

利用直流磁控溅射技术,在锆合金基体表面上研究不同基体温度对沉积TiN薄膜的影响.分别采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜(SEM)对TiN薄膜结构、表面形貌和截面形貌进行了研究.研究结果表明:TiN薄膜在不同沉积温度下晶格取向是不同的;200℃时,TiN为随机取向;300℃时,TiN薄膜以(111)为择优取向;400℃时,薄膜晶化质量不断提高,最后逐渐趋于稳定.300℃时,薄膜的致密性与均匀性较好,表面无明显缺陷.     

高温水环境下温度对316 L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温水环境中,采用慢应变速率拉伸实验方法研究了温度对316 L不锈钢应力腐蚀开裂的影响规律,并通过扫描电镜(SEM)对试样断口形貌进行分析. 结果表明:在高温水环境中,温度为200～345 ℃时316 L不锈钢具有应力腐蚀开裂敏感性;材料脆性指标随温度升高而增大,应力腐蚀开裂敏感性增强,断口分析与之吻合;250 ℃是316 L不锈钢发生应力腐蚀开裂的敏感温度,断口边缘形貌呈现明显脆性断裂特征.     

极薄钨单质种子层制备形貌疏松的三氧化钨薄膜的电致变色性能研究

氧化钨薄膜(3WO)具有出色的电致变色性能,但是目前物理法制得的3WO薄膜形貌往往比较致密,从而影响其变色性能和循环寿命.本文采用磁控溅射方法,首先在I TO透明导电基底上制备一层极薄的钨(W)单质薄膜,之后在W薄膜上方制备3WO薄膜,通过调控W单质薄膜的疏松形貌对3WO薄膜形貌进行调控以提高其电致变色性能.为了保证薄...     

CdS薄膜制备方法及其性能比较研究

用三种方法（化学水浴法、真空蒸发法和磁控溅射法）在玻璃衬底上制备了CdS薄膜.用测厚仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学透过率谱等手段测试了各薄膜的厚度、晶面取向、表面形貌、晶粒分布、透过率等,计算了各薄膜的光能隙.结果显示,磁控溅射法适于制备ZnS/CdS超晶格薄膜中的CdS.     

中频溅射法制备薄膜电池正极LiCoO2薄膜结构的研究

采用大型中频磁控溅射系统制备了全固态薄膜电池用LiCoO_2阴极薄膜材料,研究了退火前后其结构及形貌的变化。结果表明,沉积的LiCoO_2薄膜具有晶态结构;沉积状态薄膜的晶体取向决定着退火后薄膜的晶体择优取向,退火只是使晶粒更加完整,并使择优取向发展得更好;沉积过程的O_2/Ar(氧分压)对薄膜的晶体取向影响很大,适当控制沉积条件,采用工业规模的中频磁控溅射设备可以制备出取向良好的LiCoO_2薄膜阴极材料。     

能量过滤磁控溅射技术制备叠层TiO_2薄膜的光催化性能

叠层TiO_2薄膜可提高薄膜的比表面积,从而提高薄膜的光催化效率.利用直流磁控溅射(DMS)和能量过滤磁控溅射(EFMS)技术分别制备了单层和叠层TiO_2薄膜,并利用X射线衍射、扫描电镜、椭圆偏振光谱仪和紫外-可见分光光度计分析了薄膜的结构、形貌、光学特性和光催化性能.研究表明:与单层TiO_2薄膜相比,叠层TiO_2薄膜的晶粒尺寸更小、表面更加平整、光学带隙增大,紫外光照射2.5 h后,其对Rh B溶液的光催化降解率为41.2%,为单层TiO_2薄膜的2.4倍.     

新型碳纳米管复合薄膜材料的气敏性能

采用射频反应磁控溅射锡(Sn)靶和钨(W)靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和相应的气敏传感器,通过FSEM、XRD和XPS等方法分析了复合薄膜材料的横断面表面形貌、物相结构及表面化学组成,测试了该气敏传感器的灵敏度、选择性和响应恢复等气体敏感性能.实验结果表明:该复合薄膜气敏传感器具有较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感;SnO2/WO3/MWCNT薄膜中,W、Sn、C主要以W+6、Sn+4和C的形式存在.文中还对气敏响应机理进行了初步的分析与讨论.     

Ni_(80)Fe_(20)镀层对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶条带磁阻抗效应的影响(英文)

采用磁控溅射镀膜工艺,在Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶条带的光滑面上溅射了130~650 nm厚的Ni_(80)Fe_(20)薄膜,制备了一系列Ni_(80)Fe_(20)/Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9复合结构样品.研究了镀层厚度对材料的镀层形貌、巨磁阻抗效应(Giant Magneto-Impedance,GMI)和磁滞回线的影响.结果发现,镀层厚度为260 nm厚时,样品的表面形貌最平整致密,最大磁阻抗比提高到33.0%.在玻璃基片上溅射了相同厚度的系列Ni_(80)Fe_(20)薄膜,其磁滞回线结果发现薄膜的各向异性方向随着厚度的增加由平行表面转变成垂直于表面.正是Ni_(80)Fe_(20)镀层各向异性的方向改变,影响了镀层与条带间的相互作用,进而影响复合结构样品的磁阻抗效应.     

基于Mo/SiO2布拉格声反射器的体声波谐振器的制备及其性能分析

采用射频反应磁控溅射法在p型(100)单晶硅衬底上交替沉积Mo/SiO2薄膜作为布拉格声学反射层,通过原子力显微镜(AFM)及扫描电子显微镜(SEM)分别表征声反射层薄膜的表面和截面形貌,研究溅射工艺条件对SiO2薄膜微观形貌的影响.采用MEMS工艺流程制备基于c轴择优取向AlN压电薄膜的SMR型谐振器.并对谐振器的S11参数进行测试分析,得到谐振器的中心频率为1.7 GHz,表明实验所制备的SMR型谐振器在质量传感方面具有一定的应用前景.     

复合对电极CdS量子点敏化TiO_2纳米管太阳能电池

采用水热法和磁控溅射法相结合,在FTO导电玻璃上分别制备金属Pt和Cu1.8S/CuS薄膜,构成复合对电极,并将其成功应用到CdS量子点敏化TiO_2纳米管太阳电池中.这种复合对电极能够与多硫电解质相匹配,有效地提高量子点敏化太阳能电池的光电转化效率.利用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜电极(SEM)和透射电镜(TEM)对复合对电极和TiO_2纳米管光阳极的结构与形貌进行表征,通过AM1.5模拟太阳光测试系统对其光电性能进行表征.结果表明:复合对电相较与传统的Pt对电极和Cu1.8S/CuS单一对电极而言具有明显优势,提高了CdS量子点敏化太阳能电池的短路电流密度(9.27 m A/cm~2)、开路电压(0.577 V)和填充因子(49.4%),最终获得2.64%的光电转化效率.     

316L不锈钢钝化膜的耐腐蚀性和血液相容性

为了改善血管支架材料316L不锈钢的耐腐蚀性和血液相容性,分别采用混合酸(2%HF+10%HNO3,体积分数)钝化和高温热处理钝化方法对机械抛光的316L不锈钢进行原位表面改性,通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和带能谱仪的扫描电子显微镜(SEM-EDS)分析改性前后316L不锈钢的表面成分和形貌,通过电化学性能测试和接触角测试来分析改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性和润湿性.结果表明:混合酸钝化的316L不锈钢表面主要是Cr-O氧化膜,高温热处理钝化的316L不锈钢表面为Fe2O3与Cr-O混合物氧化膜,均起到了改善316L不锈钢在模拟人体体液环境中的耐腐蚀性的作用;2种方法改性后的316L不锈钢表面均呈亲水性,且使得316L不锈钢表面能的极化分量增加,材料与血液间界面张力减小,均可作为生物医用材料使用,并能够改善316L不锈钢的耐腐蚀性和血液相容性.     

溅射与水热混合法制备ZnO纳米结构薄膜的异常光致发光特性(英文)

用一种混合方法用来制备ZnO纳米结构薄膜,首先利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积ZnO薄膜作为种子层,然后用水热方法合成ZnO纳米结构薄膜.为研究ZnO纳米结构薄膜的特性,利用X——射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的结构和形貌进行分析,并用X——光电子能谱技术(XPS)对薄膜的化学组份进行分析,最后利用光致发光方法(PL)对ZnO薄膜的发光性能进行了研究.从XRD谱图中可以看出,无论溅射的ZnO种子层还是水热合成ZnO纳米结构薄膜均为良好c轴(002)结晶状态的六角纤锌矿结构.从SEM图像看出,磁控溅射ZnO种子层为连续平整的膜状结构;而经过水热处理后则得到垂直于衬底的六角纳米棒和纳米片两种不同形貌的结构.XPS分析现示,在ZnO种子层中,锌和氧的比例基本上为1,说明磁控溅射ZnO晶体质量较好;而ZnO纳米结构薄膜中存在明显的氧空位缺陷.值得提出的是ZnO纳米薄膜光致发光谱存在异常的特性,采用波长为325 nm的He-Cd激光激发出可见光范围(500~700 nm)内的发光带,强度最强的是橙——红色的光(~600 nm),且肉眼可直接观察到.随着激发光波长在280~380 nm范围内变化,橙...     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

纳米晶Li_4Ti_5O_(12)薄膜射频磁控溅射合成与表征

采用射频磁控溅射并结合超高真空热处理工艺在不锈钢基底上制备出了纳米晶Li4Ti5O12薄膜.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)考察退火温度对薄膜结构、形貌的影响.并通过恒流充放电技术初步考察薄膜的电化学性能.研究结果表明,在550℃-750℃退火温度下制备了具有明显择优取向的纳米晶Li4Ti5O12薄膜.其中650℃退火Li4Ti5O12薄膜结晶最完善,具备一定的充放电性能,有明显的充放电平台,比容量达到60μAh cm-2μm-1,可进一步研究作为薄膜锂电池阳极材料.