高功率脉冲磁控溅射技术的发展与研究

高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)作为一种溅射粒子离化率高、可以沉积致密、高性能薄膜的新技术已经在国外广泛研究,但在国内尚未见研究报道.本文介绍了近十年来HPPMS技术在电源、脉冲形式、放电行为和薄膜沉积等方面的研究进展.在HPPMS过程中,粒子随脉冲开关通过电子冲击和电荷交换电离,并按照双极扩散理论向基体附近传输,离子能量分布随工作气压的不同而呈现不同的分布特征.这些放电特征有利于获得更宽的工艺范围和优异的膜层性能,最后介绍了我们实验室在HPPMS方面的研究工作.     

高结晶度CrN纳米粒子掺杂的DLC薄膜的显微结构及力学性能

采用高功率脉冲磁控放电等离子体注入与沉积(HPPMS-PIID)和常规直流磁控溅射复合的方法设计制备了包含高结晶度的CrN纳米粒子的DLC薄膜,并对不同C靶电流时制备的CrN-DLC薄膜的形貌、结构及性能进行了研究.结果表明,随C靶电流的增加,薄膜中的含C量增加,在较高的C含量时形成了明显的DLC薄膜特征,掺杂相主要成分为高度200择优取向的CrN纳米晶,其最小晶粒尺寸为42.39 nm.薄膜中的C主要以C-sp~2,C-sp~3和CN-sp~3键的形式存在,sp~3键的总含量为sp~2总含量的44.8%.所制备的薄膜具有很好的膜基结合力(临界载荷Lc=66.8 N)和较高的纳米硬度(最高达24.3 GPa).     

高回弹及自结皮泡沫用聚醚多元醇的性能与应用

高回弹性泡沫用特种聚醚多元醇是为冷熟化模塑发泡新工艺而开发的。高回弹泡沫具有较高的回弹率和承载性,较低的滞后损失,有类似乳胶的手感及良好的透气性和难燃性。冷熟化工艺具有生产效率高、节约能源、工时等特点。因此目前国外绝大多数汽车等工业部门均采用冷熟化工艺生产高回弹泡     

高功率脉冲磁控放电等离子体注入与沉积CrN薄膜研究

采用高功率脉冲磁控放电等离子体离子注入与沉积的方法在不锈钢基体上制备了高膜基结合力的CrN硬质薄膜,并研究了不同的Ar/N流量比对薄膜形貌、结构及性能的影响.采用扫描电子显微镜、X射线衍射对其表面形貌和结构进行分析,发现制备的薄膜表面光滑、致密,相结构单一,主要是CrN(200)相.对薄膜的结合力、硬度、弹性模量、耐磨...     

不同靶材料的高功率脉冲磁控溅射放电行为

选择具有不同溅射产额的靶材料(Cu,Cr,Mo,Ti,V和C),研究了其高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)放电靶电流波形随靶电压的演化行为.发现所有材料都满足5个阶段顺序放电特征,但是不同溅射产额的材料的相同放电阶段所需要的靶电压呈现先增加后下降的趋势,根据放电难易的不同分别表现出一定阶段的缺失.对其靶电流平均值、峰值和平台值的统计显示,溅射产额高的靶材料自溅射容易,平台稳定,对靶电流的贡献主要为平台值(金属放电),比较适用于HPPMS方法沉积薄膜;而溅射产额低的靶材料气体放电明显,靶电流主要由峰值(气体放电)贡献,不利于薄膜沉积.     

高离化磁控溅射技术及其工业应用EI北大核心CSCD

磁控溅射技术发展至今已有40余年的历史,广泛应用在航空航天、武器装备、电子器件等领域,但较低的离化率对磁控溅射的工艺可控性、深孔沉积能力甚至涂层质量等有很大限制,高离化率一直是磁控溅射追寻的目标。从早期引入辅助增强装置,到高功率脉冲磁控溅射的提出,以及持续高功率技术的发展,高离化磁控溅射技术受到广泛关注。以高离化磁控溅射技术的发展为切入点,综述近年来该技术的发展迭代、应用现状以及面向各种应用的工业设备研发进程。高离化磁控溅射的发展可归纳为四个阶段,即辅助增强的磁控溅射、高功率脉冲磁控溅射、改进型高功率脉冲磁控溅射以及持续高功率磁控溅射。分别阐述不同阶段的技术特点和存在的问题,分析各技术的应用现状及其潜在的应用价值,介绍各技术的工业设备及其应用现状。随着工业发展对涂层长寿命、高可靠性的要求,以及市场对高效率制备的诉求,高离化磁控溅射也在朝着可控、精确、高效的方向发展,最后对高离化磁控溅射技术未来发展进行展望。     

第十一届等离子基离子注入与沉积国际会议征稿通知

第十一届等离子基离子注入与沉积国际会议(The 11th International Workshop on Plasma-Based ionimplantation&deposition,PBII&D 2011)将于2011年9月8～12日在我国哈尔滨举行,同时举行产品展览。     

第十七届离子束材料表面改性国际会议征稿通知

第十七届离子束材料表面改性国际会议(The 17th International Conference on Surface Modification of Materials by Ion beams,SMMIB 2011)将于2011年9月13～17日在我国哈尔滨举行,同时举行产品展览。     

高功率脉冲磁控溅射仿真技术研究进展∗

磁控溅射技术广泛用于制备多种功能涂层 / 薄膜材料,随着材料加工的精密化和功能器件的微型化,其已成为工业生产中必要环节。磁控溅射的发生基于等离子体放电,但由于等离子体负载的非线性和不稳定性,试验研究相对困难,促使其仿真技术在过去的几十年快速发展,并逐渐成为新型真空涂层装备开发和工艺验证重要且高效的手段。尤其是随着高离化磁控溅射等新技术的提出,等离子体的不确定性加强,检测越来越难,使仿真技术得到进一步的发展和推进。针对高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术,对近年来等离子体仿真技术研究进展及其在 HiPIMS 放电机理和等离子体特性方面的应用进行综述。以多种等离子体仿真模型为切入点,分别介绍检验电子 Monte Carlo 模型、流体模型、粒子网格 / 蒙特卡洛(PIC / MCC) 模型、参数路径模型以及整体模型等仿真模型的原理、优缺点及其在 HiPIMS 技术研究中的贡献和不足。随着等离子体放电技术的进步,等离子体特性越来越复杂,等离子体仿真技术也相应地向更高维度、精度和自由度的方向不断升级,最后总结等离子体仿真技术的研究方向,并对其发展及其对 HiPIMS 可能的推动作用进行展望。     

高功率脉冲磁控溅射氩氮比对ZrN薄膜结构及性能的影响

采用高功率复合脉冲磁控溅射的方法(HPPMS)在不锈钢基体上制备ZrN薄膜,对比DCMS方法制备的ZrN薄膜,得出HPPMS制备的薄膜表面更平整光滑、致密,既无空洞、又无大颗粒等缺陷。Ar/N对薄膜相结构及硬度、耐磨耐蚀等有较大影响。XRD结果显示,薄膜主要以ZrN(111)和ZrN(220)晶面择优生长,并呈现出多晶面竞相生长的现象。制备的ZrN薄膜的硬度最高可达33.1 GPa,同时摩擦系数小于0.2,耐腐蚀性也有很大提高,腐蚀电位比基体提高了0.27 V,腐蚀电流下降到未处理工件的1/5。存在一个合适的Ar/N比,使得制备的ZrN薄膜具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。