物理气相沉积(PVD)制备氧化铝涂层

1 引言 由于氧化铝薄膜具有令人关注的优异性能,如高温稳定性、化学稳定性、低的热导率和电导率等,目前利用化学气相沉积(CVD)涂覆氧化铝薄膜作为耐磨涂层材料已广泛应用于硬质合金切削刀片.它在其它领域没有得到广泛应用的主要原因是这类涂层的工业规模制备需利用高温CVD进行处理.虽然CVD处理方法有许多优点,但其最大的缺点是在处理过程中需要高温(1000℃).     

电子辅助热丝化学气相沉积一体化系统的研究

对电子辅助热丝化学气相沉积(Electron-assisted Chemical Vapor Deposition,EACVD)系统的一体化技术进行了研究,介绍了EACVD一体化系统的原理和设计,系统包括机械系统和控制系统。金刚石的沉积实验表明,该系统可以提供高质量金刚石生长所需的均匀温度场,而且结构简单、制造成本低。该系统可用于光学涂层以及金刚石微器件的制备研究。     

常压下用金属有机化学气相沉积法在HP40钢表面制备纳米氧化铝薄膜及表征

常压下用金属有机化学气相沉积法(MOCVD),以仲丁醇铝(ATSB)为前驱体、氮气为载气在HP40钢表面制备了纳米氧化铝薄膜;用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜等研究了沉积温度等参数对氧化铝薄膜沉积速率的影响,并对其形貌进行了观察。结果表明:随着沉积温度从503K升高到713K,薄膜沉积速率从0.1mg·cm~(-2)·h~(-1)增加到0.82mg·cm~(-2)·h~(-1);当沉积温度在593～653K范围内,可获得晶粒尺寸为10～15nm的纳米氧化铝薄膜;反应的表观活化能随氮气与ATSB蒸气混合气流速增加而降低,不同的混合气流速有不同的反应级数,ATSB的反应级为0.7±0.02。     

化学气相沉积法制备Co-Re涂层沉积设备设计与实验

设计了Co-Re化学气相沉积设备。该设备采用两个升华室,分别以Co(acac)_2和Re_2(CO)_(10)为前驱体,通过运载气体H_2输运至反应室,在速射武器身管钢基体上(0CrNi2MoVA型钢材)同时沉积Co原子和Re原子,生成Co-Re合金抗烧蚀涂层。文章介绍了设备的原理和构成以及设备控制系统的设计方案,并着重介绍了利用道尔顿分压定律设计计算设备的升华室、反应室尺寸。经过初步的测试表明:该设备能够为Co-Re涂层的制备提供合适的温度与气压,并且结构简单、制造成本低,可用于Co-Re合金涂层的制备与研究。     

化学气相沉积Ti(CN)/TiC/Al_2O_3多层涂层的结构和耐磨性能

采用化学气相沉积技术在42CrMo钢基体表面制备了Ti(CN)/TiC/Al2O3多层涂层,分析了多层涂层的断面形貌、元素分布和物相组成,并研究了多层涂层的显微硬度及其与基体的界面结合力、耐磨性能。结果表明:Ti(CN)/TiC/Al2O3多层涂层的结构较致密,主要由TiC0.2N0.8、TiC、α-Al2O3和Ti2O3组成,厚度约10μm,其显微硬度约2 654HV,涂层与基体间的界面结合力可达62N;与基体相比,多层涂层的平均摩擦因数约降低了23%,磨损量约减少了50%,其磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。     

DC—PCVD装置中阴阳极上Si3N4薄膜沉积模型

使用直流等离子体化学气相沉积（ＤＣ－ＰＣＶＤ）装置，控制合适的工艺参数，可对置于其阴阳极上的试样沉积出以Ｓｉ３Ｎ４为主要成份的薄膜。提出了这种薄膜的形成机理。     

氧气闭环控制系统辅助反应磁控溅射沉积γ-Al_2O_3薄膜

采用双极脉冲反应磁控溅射方法在衬底温度300℃的条件下制备了结晶态γ相Al2O3薄膜。借用speedflo闭环控制系统,整个沉积过程持续稳定进行且沉积速率高达16 nm/min。XRD结果揭示,不同工作点下制备的薄膜均为单一相的γ-Al2O3。薄膜的硬度值受靶表面沉积状态影响很大,在反应模式状态下沉积的薄膜具有良好的硬度,而在靶表面中毒状态下沉积的薄膜硬度值很低。本文对硬度的变化原因做了详细的探讨。     

物理气相沉积薄膜附着性的影响因素

综述了关于薄膜附着性能的研究进展，总结了影响附着性的主要因素，为改善薄膜质量提供参考依据。     

用于沉积金属铼的化学气相沉积设备研制

阐述了一种用于工件表面沉积金属铼材料的化学气相沉积(CVD)设备,该设备由前驱体升华及输送系统、反应热解区、氯化物再生及冷凝收集区、真空及尾气处理系统组成,可用于铼/铱发动机燃烧室喷管中铼基材的制备,可有效减少氯气排放,并防止铼在工件表面以外区域的沉积.     

碳离子束注入辅助蒸发低温沉积DLC薄膜研究

采用碳离子束注入辅助蒸发技术低温沉积了DLC薄膜,对薄膜沉积的工艺参数进行了优化,并对该薄膜的摩擦学行为进行了探讨。研究发现:碳离子束注入辅助蒸发技术沉积的DLC薄膜在离子量为3.0×1017ions/cm2,沉积率为0.1nm/s时具有最小的摩擦因数(<0.1);电流为2.0mA比3.0mA条件下所沉积的DLC薄膜表面光滑;磨损试验后,DLC薄膜的表面只有轻微磨损的痕迹。     

气流聚焦静电喷雾喷射行为实验研究

为提高射流喷射的稳定性和薄膜成型效率,设计开发了具有气流聚焦功能的静电喷雾装置。仿真研究了喷雾空间电场和气体流场的分布特性,开展了静电喷雾实验研究,分析了喷雾射流喷射行为,讨论了静电喷雾薄膜沉积面积和纳米颗粒直径的控制规律。结果表明,辅助气流的加载能够有效提高喷嘴处射流的喷射速度,促进射流拉伸细化,对减小纳米颗粒直径、提高颗粒均匀性都具有很好的促进作用。     

高能离子束辅助沉积制备钛纳米膜

用离子束溅射沉积和高能离子束辅助沉积方法制备了具有择尤性的钛纳米薄膜,并采用原子力显微镜、X射线衍射仪和俄歇电子谱仪研究了试样表面预处理、离子束流和温度等离子束工艺参数对钛薄膜结构的影响。结果表明：离子束溅射沉积的钛膜在[002]和[102]晶向上呈现出明显的择尤生长现象,并分别在该两个晶向上表现出纳米晶型和非纳米晶型结构;当用高能离子束辅助沉积时,[102]晶向择尤生长现象消失,且钛膜的结构对束流变化较为敏感,束流较低时,钛膜为纳米结构且择尤生长现象减弱,而束流增加时晶粒长大,择尤生长现象叉增强。另外钛膜容易受到氧的污染,并随辅助离子强度增加而增强。     

氩气浓度对热丝法化学气相沉积纳米金刚石膜的影响

采用热丝化学气相沉积方法,以Ar+CH4+H2混合气体作为气源,通过改变氩气浓度,在单晶硅(100)基片上沉积纳米金刚石膜;采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱仪等分析了纳米金刚石膜的形貌、微结构以及残余应力。结果表明:随着氩气浓度的增大,膜的晶粒尺寸逐渐减小到纳米级;由于晶粒细化导致膜内残余应力由拉应力变为压应力,并且压应力随氩气浓度的增大呈现先增大后减小的趋势;当氩气体积分数为98%时,即在贫氢的气氛中成功获得了平均晶粒尺寸为54 nm、均方根粗糙度约为14.7 nm的纳米金刚石膜。     

热障涂层制备技术研究进展

随着燃气涡轮发动机进口工作温度的提高,热障涂层技术受到了广泛的关注.综述了热障涂层研究及应用中的几种主要制备技术,包括等离子喷涂、电子束物理气相沉积、离子束辅助沉积、化学气相沉积等.介绍了上述几种制备技术的沉积原理,分析了各自的特点,并从涂层显微结构、涂层寿命、应用范围等方面进行了对比,认为离子束辅助沉积和化学气相沉积技术在未来高性能新型热障涂层制备中具有较大的发展潜力.     

喷射沉积大尺寸A356铝合金管坯的组织与性能

通过多层喷射沉积技术制备了大尺寸A356铝合金管坯,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等分析了管坯的组织特征及后续轧制和热处理对管坯组织与力学性能的影响。结果表明:喷射沉积A356铝合金管坯的组织细小,但含有少量孔隙,第二相主要为近球形共晶硅和短棒状富铁相;喷射沉积管坯为大量雾化熔滴粘结而成,通过适当的轧制和热处理可以消除沉积坯中的孔隙和原始粉体界面强度弱等缺陷,提高其力学性能。     

PDDA/PSS分子沉积膜的摩擦学行为研究

以聚对苯乙烯磺酸钠为聚阴离子,聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐为聚阳离子在基底上交替沉积制备分子沉积膜。用紫外-可见吸收光谱仪、接触角测量仪、原子力显微镜对所制备的有序薄膜进行了表征。用UMT-2摩擦仪考察了超薄膜的摩擦学行为,结果表明,所制备的超薄膜具有良好的减摩抗磨性能,薄膜的表面电荷及亲水、疏水性对其摩擦学行为有较大影响,负电荷表面、亲水性强的表面在较高湿度下,耐磨寿命较长。     

LB技术制备的ZrO2纳米薄膜摩擦学行为

在单晶硅表面制得花生酸锆hngmuir—Blodgett薄膜,对该薄膜在500℃条件下热处理30min,得到致密ZrO2薄膜。利用AFM,XPS,SEM对其结构和形貌进行表征,摩擦磨损试验结果表明,利用该方法制备的ZrO2薄膜表现出良好的减摩抗磨性能。     

喷射共沉积SiC_p/2024铝基复合材料轧板的显微组织及力学性能

利用喷射共沉积、热挤压、轧制工艺制备了SiC_p/2024铝基复合材料轧板,通过OM、SEM、TEM及XRD等手段研究了该复合材料轧制态和热处理态的显微组织和力学性能。结果表明:SiC_p/2024复合材料坯经热挤压及轧制变形后,组织细小均匀,晶粒尺寸为2～3μm,SiC颗粒均匀地分布于基体中,原尺寸较大的SiC颗粒发生破碎,呈钝化形貌;经490℃固溶1 h及170 ℃时效8 h处理后,该复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa,358 MPa和6.4%;基体合金中弥散分布的S′(Al_2CuMg)相为其固溶时效处理后的主要沉淀强化相。