K424合金镀金膜后红外发射率变化

研究了表面镀金膜的K424合金在热处理前后红外发射率的变化和变化机制.XRD分析结果表明,在热处理后基体金属元素扩散到金膜中,并主要形成了Cr在Au中的固溶体-Au0.7Cr0.3.EDXS分析表明,粗糙表面镀金膜的试样在热处理后,表面主要形成了基体金属元素的氧化物;而抛光表面镀金膜的试样,其表面仍为金膜.通过SR5000光谱辐射计量仪测量合金的红外发射率,结果表明,合金的表面状态和热处理对红外发射率均有较大影响.     

Fe/Pt磁性薄膜的研究进展

Fe/Pt合金薄膜是重要的磁性材料。介绍了Fe／Pt合金的晶体结构以及磁控溅射法、真空电弧离子法、机械冷变形法和化学合成法4种主要制备Fe/Pt合金薄膜的方法，并对影响Fe／Pt合金薄膜磁性能的重要因素进行了评述，包括改变热处理工艺参数和添加掺杂元素。最后指出，Fe/Pt纳米结构材料具有良好的化学稳定性和较高的磁晶各向异性，因而在超高密度信息存储领域有着巨大的应用潜力。     

炭/炭复合材料表面SiC/ZrSiO4-SiO2复合涂层的抗氧化性能与红外发射特性研究

为提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能并降低其红外发射率,采用包埋–刷涂法在其表面制备了SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层。借助XRD、SEM等表征分析了涂层的成分与微观结构,并研究了SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层包覆C/C复合材料在1500℃动态空气条件下的抗氧化性能,以及在90和500℃下的红外发射率。结果表明:由疏松结构SiC内涂层和镶嵌结构ZrSiO_4-SiO_2外涂层组成的SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层具有优异的抗氧化性能,在1500℃流动空气(0.6 L/min)等温氧化条件下氧化50 h后试样的氧化失重率仅为0.03%。在C/C复合材料表面制备SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层后其红外发射率明显降低,并随温度升高而越低。复合涂层包覆试样在90℃时3~5μm和8~14μm波段的平均红外发射率分别为0.55和0.66;在500℃时3~5μm和8~14μm波段的平均红外发射率分别为0.48和0.62。SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层包覆C/C复合材料可作为优良的低红外发射率高温热结构材料应用于航空航天领域。     

钨螺旋线表面镀金薄膜热可靠性研究

钨螺旋线是行波管的关键部件,随着行波管功率量级和工作频率的不断提高,其高频损耗和散热问题更加突出。为了提高钨表面镀金薄膜均匀性和结合力,前期研究了钨螺旋线表面镀覆金膜的方法,并在高温使用条件下测试镀金膜的热稳定性。采用纳米划痕技术测试镀金薄膜和基体之间结合力大小,对预镀铜5,10,15和20 s,镀金均为1.5 h后的试样高温(500℃,100 h)处理前后的膜-基结合力进行了对比分析。结果表明:预镀铜5,15和20 s的试样经高温处理后的膜-基结合力大小与室温下相比没有明显降低;预镀铜10 s时的试样经高温处理后的膜-基结合力与室温下相比有所增大。钨螺旋线表面镀金薄膜热可靠性好。     

金属铜薄膜的制备与红外发射率特性研究

利用化学镀铜工艺,以次亚磷酸钠为还原剂,在普通平板玻璃表面制备了金属铜薄膜。用扫描电子显微镜,X射线衍射仪,四探针电阻仪,红外光谱辐射计等对薄膜的表面形貌、晶体结构和光电特性进行了表征,重点研究了金属铜膜的红外发射率与波长以及电阻率的变化关系,并与经典的Hagen—Rubens关系式进行了对比。结果表明：铜膜的发射率随波长的增大而降低,在特定的波段,发射率随电阻率的升高而增大。     

退火温度对Au/NiO纳米颗粒复合薄膜光吸收性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Au/NiO纳米颗粒复合薄膜.用X射线衍射仪、原子力显微镜以及吸收光谱表征了薄膜的结构、表面形貌以及光学性能.研究结果表明:在500 ℃或500 ℃以上温度退火后,Au/NiO薄膜中存在NiO和单质Au两相,颗粒的平均大小为23～35 nm.薄膜中Au颗粒基本呈球形,随着温度的升高,薄膜表面的粗糙度减小,Au颗粒长大,分布也较均匀.Au/NiO薄膜在波长550～610 nm范围内具有明显的表面等离子共振吸收峰,随着退火温度的升高,吸收峰先蓝移后红移,其光吸收强度逐渐减弱.     

热处理温度对Cr/Al涂层组织结构及性能的影响

目的提高物理气相沉积Cr/Al涂层与基材锆合金的结合强度,减少涂层表面微观缺陷及内应力。方法采用多弧离子镀及磁控溅射技术在锆合金表面溅射Cr/Al涂层,并将涂层试样分别置于600、800℃保护气氛炉中热处理30 min。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(EDS)及光学显微镜(OM),分析了Cr/Al涂层热处理前后相组成、表面形貌、截面形貌、元素成分变化及涂层剪切后的剥落形貌。利用弹簧拉压试验机,测试了未处理涂层、600℃和800℃热处理涂层试样与基材锆合金的结合强度。结果 600、800℃热处理涂层相比未处理涂层,表面更加平滑,表面孔隙及微观缺陷较少,但与基材锆合金的结合强度并没有明显变化,未热处理涂层、600℃热处理涂层、800℃热处理涂层与基材锆合金的结合强度分别为44.07、44.12、44.08 MPa。结论热处理后,涂层出现Al Cr2、Al8Cr5、Al9Cr17、Al9Cr4、Al86Cr14等多种Cr-Al合金相,有利于涂层表面孔隙及大颗粒等缺陷的减少。但热处理前后,涂层与基材的结合强度未发生明显变化。     

Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的制备及其性能

为了降解环境污染物,通过磁控溅射的方法在玻璃基底上溅射沉积Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光谱仪(UV-vis)和光致发光光谱仪(PL)对复合薄膜的表面形貌和光学性能进行分析。通过可见光下对甲基橙溶液的光催化降解试验研究了薄膜的光催化活性。结果表明:Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜共有3层,从下到上依次为Pt层、锐钛矿型TiO2层和Cu2O层。薄膜表面平整致密,由形状规则的球形颗粒组成。Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的光催化活性高于Cu2O/TiO2复合薄膜的和纯TiO2薄膜的光催化活性。光催化活性的提高是由于Pt层的存在进一步抑制了光生电子与空穴的复合,延长了光生载流子的寿命,提高了量子产率,进而有效地改善了薄膜的光催化活性。     

Zr-2.5Nb合金板材吸氢行为研究

采用电解法对Zr-2.5Nb合金板材进行渗氢,研究不同时间渗氢后试样的吸氢特性;运用X射线衍射仪和金相显微镜对渗氢及热处理后试样的物相结构和显微组织及氢化物分布特征进行分析,并利用LECORH600红外吸收氢测量仪对试样吸氢量进行定量分析。结果表明,合金吸氢后试样表面形成一层氢化物膜,氢化物膜主相为ZrH1.66,氢化物膜厚随着渗氢时间的延长而逐渐增加;合金试样中氢化物呈片状并沿平行板材轧制方向分布,且氢化物随试样吸氢量的增加有聚集生长的趋势,试样的吸氢量随渗氢时间呈抛物线型变化。     

医用316L不锈钢表面沉积Fe／Pt和Pt／Fe／Pt磁性薄膜的研究

采用真空电弧离子镀技术，在316L医用不锈钢基片上沉积Fe／Pt和Pt／Fe／Pt多层膜。Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜在初始沉积态是无序的fcc结构，经扩散热处理，发生相变，转变为fct有序结构的L10型Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜。经SEM、XRD分析和磁性测量表明：316L医用不锈钢表面可沉积均匀致密的Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜，经扩散热处理后，Fe—Pt形成了明显的扩散层，fcc结构的Fe／Pt和Pt／Fe／Pt薄膜部分转变为了fct结构，通过硬磁fct相与软磁fcc相的交换耦合作用，剩磁有了很大的提高。     

调制周期对TiN/Ti多层膜组织结构和结合力的影响

为了阐明调制周期对薄膜微观组织及薄膜与基体结合力的影响,采用反应磁控溅射在Ti6Al4V基板上交替沉积了Ti层及TiN层制备了TiN/Ti多层膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪和划痕仪测量分析了薄膜的晶体结构、微观组织、硬度以及薄膜与基体之间的结合力。研究结果表明:TiN/Ti多层膜中均存在TiN,Ti和Ti2N 3种相。TiN/Ti多层膜均以柱状晶方式生长,在调制周期较大(5层)时,TiN和Ti层的界面清晰;随着调制周期的减小(层数增加),TiN和Ti层的界面逐渐消失。与单层TiN薄膜相比,多层TiN/Ti薄膜的硬度显著提高;但随着薄膜层数的增加,多层TiN/Ti薄膜硬度略微降低。当调制周期为80nm(30层)时,薄膜与基体的结合力明显提高,达到73N。     

医用316L不锈钢支架表面沉积(Fe/Pd)n薄膜的研究

采用真空电弧离子镀技术,在医用316L不锈钢支架上沉积近等原子比的(Fe/Pd)n多层膜.用X射线衍射、扫描电镜、电子能谱研究(Fe/Pd)n多层膜的晶体结构、形貌和成分,分析相的转变.用CTCC-1数字磁通磁场测量仪测量样品的磁性.结果表明:医用316L不锈钢支架表面磁性膜的最佳结构为"Pd/Fe/Pd",经扩散热处理后,(Fe/Pd)n薄膜从fcc结构转变为fct结构,薄膜均匀、致密、结合强度良好,有效磁场强度可达5×10-4 T以上,有效磁性可维持6个月.     

FePt/Au多层膜的结构和磁性能研究

采用磁控溅射在SiO2<0001>基片上制备了FePt(2nm)/Au(tnm)多层膜,将其在不同温度下进行热处理。利用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计和原子力显微镜对样品的结构和性能进行了研究。结果表明,沉积态样品具有超晶格结构,fccFePt和Au共格生长。经过较低温度热处理后,样品仍然保持超晶格结构。样品经400℃热处理后,开始发生有序化转变。经600℃热处理后,平行于膜面和垂直于膜面的矫顽力分别为811.7和829.2kA·m-1。当t=2.5nm时,最有利于L10-FePt相的形成。在磁化过程中,畴壁移动和磁矩转动机制共存。样品经热处理后,形成了均匀的薄膜。     

TiNi/ZnO复合智能薄膜的制备及性能研究

使用射频磁控溅射法在石英衬底上制备quartz/ZnO/TiNi及quartz/TiNi/ZnO复合薄膜结构,利用XRD、SEM划痕仪等测试方法研究了复合薄膜的相结构、微观组织、力学性能。利用DMA分别研究了quartz/TiNi与quartz/ZnO/TiNi复合结构的阻尼性能随振动频率及振幅的变化规律。结果表明,前者频率响应范围在10 Hz以内,后者响应范围达到20 Hz;前者的临界外加激振电压仅为0.6 V,后者的临界外加激振电压达到1.0 V。阻尼性能测试表明,quartz/ZnO/TiNi复合结构的阻尼性能优于quartz/TiNi复合结构。由划痕仪测得两种复合薄膜结构与基体的临界结合力分别为45.75和40.15 N     

Au/TiO_2阵列材料的制备及其光催化性能研究

利用纳米自组装技术,结合溶胶凝胶工艺,制备了反蛋白石结构Au/TiO_2阵列材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等手段对考察了复合薄膜的结构和光催化性能。结果表明,Au/TiO_2阵列材料具有大比表面积特性和相互贯通的孔道结构,更有利于金纳米粒子的均匀分布和反应物质的传输,因此取得了优异的光催化性能。     

热处理温度对钛表面微纳米分级多孔膜结构特征影响规律

采用碱液处理医用钛表面制备出微纳米分级多孔结构膜层,通过酸处理以及不同温度热处理对微纳米分级多孔膜改性以提高其生物活性。利用SEM、EDS和XRD分析钛表面微纳米分级多孔膜的形貌、化学组成和物相组成,探讨热处理温度对钛表面微纳米分级多孔膜结构特征的影响规律。结果表明,当热处理温度低于750℃时,样品表面的微纳米分级多孔膜层形貌特征保持不变;当热处理温度为550℃时,钛表面微纳米分级多孔膜物相主要是结晶良好的锐钛矿型二氧化钛,具有良好的生物活性。     

Wafer-scale controlled Au/Pt bimetallic flowerlike structure array

The combining of the bottom-up with top-down techniques is essential to construct novel micro-/ nano-materials according to the requirements of its end applications. This paper describes a patterndirected method that combines the advantages of photolithography and electrochemical synthesis to construct a wafer-scale Au/Pt bimetallic flowerlike structure array. With this technique, Au/Pt bimetallic flowerlike structure arrays are homogeneously and highly-selectively synthesized from Au patterns with different spacing, dimensions and shapes on a 4-inch silicon wafer. The Au/Pt flowers are also wellconstructed in the different designed array such as ‘KAIST’ and ‘NOBEL’. The surface morphology of the Au/Pt flower was observed using scanning electron microscope (SEM). The chemical composition of the bimetallic flower was confirmed using energy dispersive spectrometer (EDS) and X-ray electron spectroscopy (XPS). The X-ray diffraction (XRD) patterns of the Au pitch and Si substrate on a wafer were studied to reveal the highly-selective growth from Au pitches. A time-dependent evolution clearly presents the different growth stages of Au/Pt flower. The analysis of Au/Pt flower growth process in an individual Au pitch shows an edge-selective particle development mechanism. The method can be applied to the construction of other interesting nano/microflower arrays of metals or metal oxides. The results would be helpful for the creation of the flower with regular physical attributes (shapes and sizes) and guiding the design of a perfect array for technological innovations.