Si3N4陶瓷材料的高温氧化理论及其抗氧化研究现状

从热力学、动力学和整体控速过程探讨了氮化硅陶瓷材料高温氧化理论和氧化性质，阐述了表面改性技术对氮化硅抗氧化性能的影响．并对表面改性提高氮化硅抗氧化性能进行了展望。     

多束动态混合注入技术制备TiN厚膜的工艺、结构及性能研究

在多束动态混合(MBMI)-注入系统上利用MBMI技术制备TiN膜，XRD分析表明，N入射角度α(o)、氮钛原子到达比RN/Ti、N2分压PN2对膜生长的择优取向及相结构有影响；性能研究结果表明，高的入射离子能量Ei、基体温度Ts以及合适的RN/Ti对TiN膜的显微硬度HK和膜 -基结合力都有正面影响。     

对靶非平衡磁控溅射系统平面探针诊断

对靶非平衡磁控溅射系统由两个相对磁控溅射靶和一个磁镜场约束系统构成，通过强调电磁线圈的激励电流可以控制磁镜场的空间分布状态，测量了合成磁场的空间分布状态。采用平面探针方法，在两靶中间位置测量了收集电流密度。结果表明，探针的收集电流密度随磁镜场的激励电流增加显著增大，在偏压150V、工作气体Ar、压力0.2Pa和磁控溅射靶工作电流3A时，收集的电流密度可以达到5.77mA/cm^2。     

非平衡磁控溅射中调制磁场的作用

研究了调制磁场对于非平衡磁控溅射系统的作用，调制磁场可以使非平衡磁控溅射形成具有较高等离子体密度的等离子体束流，延伸到靶前110mm以上。在靶前60-110mm的位置上，收集电流密度高达9-10mA/cm^2，收集的电流密度比常规的磁控溅射方法高9倍以上，在调制磁场作用下磁控溅射沉积铜薄膜的沉积速率可以增加到14倍。     

AZ31镁合金基材非平衡磁控溅射镀膜工艺研究

采用中频孪生靶非平衡磁控溅射技术在AZ31镁合金基底上制备出氮化硅薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪、电子探针、X射线衍射仪等研究了氮气流量比率对氮化硅薄膜的成分、微观结构的影响。通过对薄膜力学性能和抗腐蚀性能的检测分析了氮化硅薄膜对AZ31镁合金基底表面改性的作用。结果表明:中频孪生非平衡磁控溅射技术制备的薄膜为非晶态富N氮化硅。随着氮气流量比率的增加,薄膜的沉积速率降低,Si含量减少。在AZ31镁合金基底上制备氮化硅薄膜有效提高了基底的力学性能和抗腐蚀性能,显微硬度得到显著提高,腐蚀电流密度降低了3个数量级,并且薄膜与基底之间的结合力良好。     

中频孪生靶非平衡磁控溅射制备氮化硅薄膜及其性能(英文)

本文采用中频孪生靶非平衡磁控溅射技术在不同氮气流量比例的条件下制备出氮化硅薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、椭偏仪等研究了氮气流量比率对氮化硅薄膜的微观结构、表面形貌、沉积速率、折射率的影响。结果表明:中频孪生非平衡磁控溅射技术制备的薄膜为非晶态氮化硅。随着氮气流量比率的增加,Si-N键红外光谱吸收带向低波数漂移,薄膜的沉积速率降低,表面结构更为光滑致密,氮化硅薄膜的折射率降低。薄膜的硬度和杨氏模量分别达到22和220GPa左右。     

氧分压影响中频磁控溅射沉积SiO_2薄膜光学性能研究

采用中频反应磁控溅射沉积非晶二氧化硅(a_SiO2)薄膜,用X射线衍射、原子力显微镜、傅里叶红外光谱等方法研究氧分压影响退火前、后的两种SiO2薄膜样品的微观结构、折射率和消光系数等特性的变化规律。结果显示:室温下,沉积速率随氧分压的增大而减小,有利于提高薄膜的光滑性和致密度;在不同氧分压下沉积的SiO2薄膜均为非晶态结构;氧分压为25%时,薄膜表面具有均匀、光滑、致密的性能特征;折射率和消光系数都依赖于氧分压,氧分压大于15%时,薄膜在600 nm处的折射率n约为1.45～1.47,消光系数低于10-4。这表明适当提高氧分压有利于获得光学性能较好的SiO2薄膜。傅里叶红外吸收光谱测试表明,随着氧分压的升高,Si-O-Si伸缩振动峰向高波数方向移动,较高氧分压下沉积的SiO2薄膜具有较高的化学结合能,且结构和性能更稳定。     

金刚石表面离子束金属化研究

采用离子束增强沉积技术对金刚石热沉材料表面金属化进行了研究，制备了Ｔｉ／Ｎｉ／ＡｕＩｎ和Ｃｕ／ＡｕＩｎ金属化体系。采用俄歇、ＥＤＳ、ＸＲＤ和ＳＣＲＡＴＣＨ方法对膜层和界面进行了分析。     

平面磁控溅射靶磁场的计算

精确分析磁控靶的磁场对优化磁控靶的设计非常重要。本文采用有限元法分析了圆形平面磁控靶的二维磁场分布,理论计算的结果与特斯拉计的实验测量相符,通过对比两种不同磁极尺寸的磁控靶的磁场,发现减少磁极的尺寸可以扩展靶表面径向磁场区域,磁芯上方加圆锥形极靴可以增强磁芯上方径向磁场。     

钛离子注入类金刚石碳膜的结构与性能的研究

使用金属离子注入的方法制备了 Ti掺杂的DLC膜。采用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌,Ti掺杂后 DLC 膜的表面粗糙度明显减小,表面光洁度增加,颗粒细化。拉曼光谱分析表明实验获得的薄膜是典型的DLC膜,掺杂Ti后的 DLC膜的拉曼光谱存在明显的肩峰,DLC膜化学结构中的sp2 组分增加,sp3 组分减少。透射电子显微镜分析表明Ti注入后有TiC纳米晶形成。掺入Ti的 DLC膜的硬度从 14GPa增加到 20GPa。Ti 掺杂后的 DLC 膜的摩擦系数(0.15)明显低于未掺杂的DLC膜的摩擦系数(0.21),Ti离子注入有助于提高薄膜的抗磨损性。