化学气相沉积技术对碳化硼硬质颗粒表面改性及在电沉积技术中的应用

利用化学气相沉积技术对碳化硼颗粒表面进行改性,Ｘ－射线衍射证实在碳化硼颗粒表面形成碳化铬和硼化铬混合物的薄膜．利用电沉积技术制备了 Ｎｉ－Ｗ－Ｃｏ－Ｂ４Ｃ（ＣＶＤ）表面复合材料,油润滑条件下的磨损实验结果表明 Ｂ４Ｃ颗粒的表面改性取得了良好效果, Ｂ４Ｃ（ＣＶＤ）颗粒与表面金属结合紧密     

气相沉积技术在提高塑料模具寿命中的应用

气相沉积技术是一种实用而有效的模具表面强化新技术、新工艺。通过对物理气相沉积PVD和化学气相沉积CVD的分析和对比。在对几种模具材料进行涂层试验之后,分析和总结了气相沉积技术应用于塑料模具的可行性及应注意的几个问题。     

铁基基体化学气相沉积TiN的机理

本文研究了在低碳钢、T10钢和Cr12MoV钢基体上,在由表面过程控制的沉积条件下,CVD法沉积TiN的机理;测出了在这些基体上,用CVD法沉积TiN的表面过程表观活化能和铁的催化反应的表观活化能;确定了铁的催化反应的限制性环节是铁在TiN涂层表面的扩散步骤;提出并讨论了T10钢和Cr12MoV钢基体CVDTiN的沉积机理的转变温度。     

沉积温度对C-AlPO_4涂层显微结构的影响

采用水热电泳沉积法在C/C-SiC基体表面制备了方石英型磷酸铝(C-AlPO4)外涂层,借助XRD和SEM对涂层的晶相组成和显微结构进行了表征。研究了沉积温度对C-AlPO4涂层显微结构的影响,讨论了涂层的沉积动力学,进行了抗氧化性能测试。结果表明:353~393 K范围内,沉积温度对涂层的显微结构有较大影响;涂层的沉积量随着温度的升高而增加;涂层的沉积规律受C-AlPO4带电颗粒的向阴极表面扩散迁移所控制;涂层的沉积活化能为21.88kJ/mol;在1 773 K空气气氛氧化37 h后,涂层试样失重仅为0.53%。     

沉积参数对CVD的TiN涂层性能影响

CVD TiN 涂层硬度随沉积温度和气体总流量的增加而增加。沉积温度高于1323K,Cr12M_0V 基体表面生成的是 Ti(C,N)复合涂层。其硬度和粘附性能均高于 TiN 涂层,最高维氏硬度达到3363kg/mm~2。Gr12MoV 基体,沉积金黄色、粘附性能好,维氏硬度高达2000—2500kg/mm~2。TiN 涂层最佳沉积条件是:TiCl_4蒸发温度313K,1:2N—H 摩尔比,1323K 沉积温度和2400Cm~3/min 气体总流量。(220)方向择优成长,随气体线速度增加或沉积温度升高而增加。     

电沉积及激光辅助电沉积镍基镀层表面形貌研究

采用电沉积技术和激光辅助电沉积技术制取了Ｎｉ－Ｐ,Ｎｉ－Ｗ－Ｃｏ合金镀层和Ｎｉ－Ｐ、Ｎｉ－ Ｗ－Ｃｏ与硬质颗粒ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ共沉积形成的复合镀层．用光学显微镜和扫描电镜观察了不同 的施镀条件下镀层的表面形貌,分析了其变化的影响因素．分析结果表明：沉积速度和颗 粒的添加量是影响镀层表面形貌的两个重要因素．     

各向异性银纳米颗粒在玻璃表面的沉积

利用液相晶种法在玻璃表面直接沉积了各向异性类三角形银纳米颗粒.研究了硅烷化处理玻璃表面的亲水性,结果表明玻璃表面的亲水性越好,其对晶种颗粒的吸附能力就越差.沉积了晶种颗粒的玻璃基片在表面活性剂CTAB的介质环境中,以预沉积的球形银纳米颗粒为成核点,表面活性剂分子对银的晶面进行选择性吸附,抑制了某些晶面的生长,使得各个晶面的生长速度产生差异,随着反应的进行,最终在玻璃基片表面得到了具有均一形貌的类三角形纳米颗粒,某些颗粒聚集在一起呈宝塔状.     

表面改性氧化铝粉体在丙酮中的电泳沉积研究

电泳沉积制备的纯碳化硅沉积体很难烧结,加入氧化铝则可以改变其烧结性能。制备稳定碳化硅/氧化铝沉积液便成为必要。以氧化铝粉体为原料,丙酮为有机介质,使用正硅酸乙酯为改性剂,研究了改性前后氧化铝沉积体系的Zeta电位、沉积速率,并和碳化硅颗粒在相同有机介质中的特性进行比较,实验表明:氧化铝粉体经正硅酸乙脂表面改性后,Zeta电位发生较大改变,等电点在pH为2~3之间,与碳化硅很接近;改性后氧化铝粉体的电泳沉积速率有较大提高,相同条件下与碳化硅的沉积速率很接近。     

等离子体化学气相沉积制备氮化碳薄膜

以H2、N2和CH4气体为前驱气体,通过等离子体化学气相沉积技术制备氮化碳薄膜。采用场发射扫描电子显微镜(FS-EM)及其附带的能量分散电子谱(EDS)、X射线衍射分析(XRD)、红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)对其结构、表面形貌、元素含量和成键状况进行了分析,并讨论了气体流量比和放电功率对薄膜制备的影响。实验结果表明:沉积的薄膜中含有晶态的C3N4,碳氮原子比接近于理论值0.75,样品中碳氮原子多以C N、C N的形式存在;样品中氮元素的含量随着反应气体中N2含量的增加而增加;放电功率的增大使薄膜的沉积速率增大。     

硅烷CVD法在钢基体表面生成硅扩散涂层

采用硅烷(SiH4)直接分解的化学气相沉积技术(CVD),在钢基体表面生成硅扩散涂层.X射线衍射(XRD)分析表明硅扩散涂层的主要成分是铁的硅化物FeSi.用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行表征,发现涂层颗粒之间相互紧密粘结.金相照片显示,涂层与基体之间没有明显的界面,形成良好的扩散结合.     

原子层沉积技术在能源存储和转换材料中的应用

为了应对日益加重的能源危机和环境污染问题,二次能源技术得到了越来越多的重视,发展新一代能源材料是其中的关键。原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)是一种有效的材料沉积和表面改性技术。ALD技术在基底表面沉积的薄膜具有致密、均一的特点,并且能够有精确控制微纳米级至亚纳米级厚度的薄膜的生长。该技术能够制备多种具有优良特性的金属单质、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物薄膜材料,因而在众多方面得到了研究应用。本文简要介绍了原子层沉积技术的相关原理,在锂离子电池、锂硫电池和燃料电池方面的应用成果,并对原子层沉积技术在能源存储和转化材料中的应用前景进行了展望。     

基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良

采用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力. 利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量分析和评价. 通过颗粒分析试验研究MICP改性前后土样粒度组分的变化,通过扫描电子显微镜（SEM）分析土样的微观结构特征. 结果表明：1）素土在浸水后发生快速崩解,而在相同的时间内MICP改性土样则能较好地保持原始结构,水稳性更强;2）崩解指数是描述土体崩解过程和评价土体水稳性的定量指标. MICP改性土样的崩解速率远低于素土,且最终稳定后的崩解指数仅为素土的50%;3）MICP改性能显著改变土样的粒度组分,具体表现为细颗粒质量分数减少,粗粒土质量分数增加;4）微生物诱导所产生的碳酸钙填充了土样中的大孔隙,并在土颗粒之间形成有效的胶结,极大提高土颗粒之间的联接强度,这是MICP技术提高土体水稳性的主要作用机制.     

微波法大功率稳定快速沉积CVD金刚石膜

为了提高微波等离子体化学气相沉积CVD金刚石膜的速率,通过对微波源的磁控管、装置的冷却系统及真空密封技术三方面的改进,当微波频率为2.45 GHz、输出有效功率为6.0 kW以上时,装置能够长期稳定地运行;并在微波输入功率4.5 kW、CH4质量分数1.2%、气体流量150 SCCM、沉积气压9.5 kPa、基片温度(900±10)°C、沉积时间240 h的沉积工艺条件下(衬底上加上-150 V偏压),成功地在硅片上快速沉积出了厚度为500μm的金刚石厚膜,平均沉积速率为2.1μm/h,沉积膜的拉曼光谱图和SEM照片表明沉积出金刚石膜的质量很好.     

微波法大功率稳定快速沉积CVD金刚石膜

为了提高微波等离子体化学气相沉积CVD金刚石膜的速率,通过对微波源的磁控管、装置的冷却系统及真空密封技术三方面的改进,当微波频率为2.45 GHz、输出有效功率为6.0 kW以上时,装置能够长期稳定地运行;并在微波输入功率4.5 kW、CH4质量分数1.2%、气体流量150 SCCM、沉积气压9.5 kPa、基片温度(900±10)°C、沉积时间240 h的沉积工艺条件下(衬底上加上-150 V偏压),成功地在硅片上快速沉积出了厚度为500 μm的金刚石厚膜,平均沉积速率为2.1 μm/h,沉积膜的拉曼光谱图和SEM照片表明沉积出金刚石膜的质量很好.     

射频等离子体聚合沉积六甲基二硅氧烷

为研究新颖环保的材料表面改性技术,通过射频等离子体聚合方法聚合沉积六甲基二硅氧烷(HMDSO)薄膜,并使用发射光谱、红外光谱、扫描电镜、原子力显微镜等测试方法,研究了HMDSO聚合膜的化学结构和物理形貌。实验结果表明,等离子体放电空间内的活性粒子对聚合膜的组成有直接影响。HMDSO等离子体聚合膜中含有Si—O、—CH3、—OH、C O、C—O等官能团,其表面形貌为微米颗粒堆积膜,是一种新颖的聚合物膜。     

基于流场仿真的碳/碳复合材料CVD过程中的沉积现象

为研究反应气的流场分布对航天用碳/碳复合材料生产过程中化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)沉积效果的影响,采用三维仿真模型,模拟2种构型的立式反应炉中反应气体的流动过程,并建立了全组分扩散模型来描述CVD过程中气体分子间的扩散过程.结合2种构型反应炉的实际生产结果,提出了在CVD反...     

MPECVD法在抛光石英玻璃上沉积金刚石薄膜

采用微波等离子体增强化学气相沉积方法(MPECVD),利用氢气和甲烷混合气体,在抛光石英基片上低温沉积出金刚石薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱仪(Raman)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)对薄膜的表面形貌、颗粒尺寸、纯度和光学透过性能进行了表征。通过SEM发现,得到的金刚石薄膜的颗粒尺寸为0.2~0.3μm,形核密度超过109cm-2,从薄膜形貌可以发现,较高温度有利于提高薄膜的生长速率和颗粒尺寸的均匀性。通过拉曼光谱和红外透射光谱分析发现,较高温度下沉积的薄膜具有较高的金刚石相含量,薄膜的光学透过性能也相对较好。     

磁电化学沉积技术研究进展

阐论述了磁电化学沉积技术的作用机理,包括磁流体力学效应、磁力效应和磁化力效应.分析了磁场对电沉积工艺特性参数和沉积层性能的影响,指出在一定条件下,磁场能够提高电解液的分散能力和覆盖能力、增大极限电流密度与沉积速度、改善沉积层表面状态和物化性能、改变织构和合金成分,但在微观磁流体力学效应研究方面和对一些现象给出的理论解释方面还有待完善,且当前研究主要集中在常规尺度层面,对微观尺度层面的研究或将成为磁电化学沉积技术研究的新趋势.     

化学气相沉积法制备碳纳米管有序阵列

采用化学气相沉积法（CVD）在覆盖有催化剂薄膜的硅片表面直接制备出碳纳米管阵列,使用透射电镜（TEM）和场发射扫描电镜（FESEM）对其进行了检测,并探讨了实验条件对碳管形貌的影响。结果表明：所制备的碳管具有明显的取向性,能够形成致密有序的碳纳米管阵列;制备催化剂所用的硝酸铁溶液浓度为2mol／L时,最适宜碳管阵列的生长;匀胶机的转速提高,可减小催化剂颗粒直径,增强颗粒分散性,有利于碳管生长;碳纳米管的直径随反应温度的升高和时间的延长而增加,680℃为最佳反应温度;碳管生长模式为顶部生长和底部生长。     

等离子体辅助热丝化学气相沉积金刚石复合膜

运用等离子体辅助热丝化学气相沉积设备分别进行了金刚石膜和金刚石 /碳化钛复合膜的沉积。实验条件 :甲烷流量与氢气流量比为 1∶5 0 ,基体温度 860℃ ,等离子体偏压 30 0V ,沉积气压 4kPa。运用扫描电子显微镜 (SEM )分别观察了沉积膜的表面和断面形貌 ;运用能量扩散电子谱 (EDX)对沉积的复合膜进行分析 ,观察到Ti元素峰和C元素峰 ;运用X射线衍射 (XRD)得到相应的金刚石衍射峰和碳化钛衍射峰。实验表明 ,用等离子体辅助热丝化学气相沉积法可以制备出晶型良好的金刚石复合膜