共溅射法制备AZO薄膜及其光电性能的研究

目的研究Al靶直流溅射功率对Al掺杂ZnO(AZO)薄膜光电性能的影响。方法以金属Al和ZnO陶瓷作为靶材,采用直流与射频双靶磁控共溅射的方法,在玻璃基片上制备AZO薄膜。通过改变Al靶直流溅射功率,获得不同的薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、四探针测试仪,对薄膜的微观形貌结构及光电性能进行表征和分析。结果所制备的AZO薄膜均具有C轴取向生长的六角纤锌矿结构,在可见光区域平均透过率超过90%,AZO薄膜的吸收边相比于ZnO薄膜出现了蓝移。当Al靶溅射功率为18 W时,AZO薄膜的最低电阻率为2.49×10~(-3)?·cm,品质因子为370.2 S/cm。结论 Al直流溅射功率对AZO薄膜光电性能的影响较大,溅射功率为18 W时,制备的AZO薄膜性能最优。     

溅射功率对不锈钢衬底ZnO∶Al薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射技术,以掺Al为2%的Zn O陶瓷靶为靶材,通用的304不锈钢为衬底,制备了一系列Zn O∶Al薄膜,研究了溅射功率对样品薄膜结构和表面形貌、光学特性的影响。结果表明:制备的薄膜都为六方纤锌矿结构,并有高度的c轴择优取向;溅射功率对薄膜的性能有显著的影响,即随着溅射功率的增大,从35 W到80 W,晶粒尺寸先增大后减小,薄膜表面陷光结构先变好后变坏,最优值出现在溅射功率为65 W时,此时薄膜对波长小于360 nm的光吸收率约为91%。     

铝表面磁控溅射沉积不锈钢薄膜及其性能

在铝箔表面采用直流反应磁控溅射方法进行溅射试验,在铝箔表面沉积出不锈钢薄膜.采用磨损试验、盐雾试验、显微硬度试验和薄膜厚度测试等方法对试样进行检测,用扫描电镜和金相显微镜对试样表面形貌观察分析.试验结果表明,溅射功率选择在300 W时,在铝箔表面沉积不锈钢薄膜,铝箔表面耐磨性增大,硬度增大,沉积的不锈钢薄膜晶粒尺寸细小、均匀致密,表面呈金属光泽,薄膜与基体结合良好,并具有一定的耐蚀性能.     

Zn靶与掺铝ZnO靶共溅射制备ZnO:Al薄膜及其性能

采用Zn靶和ZnO(掺2%Al2O3(质量分数))陶瓷靶在玻璃衬底上共溅射沉积Al掺杂ZnO薄膜,即ZnO:Al透明导电薄膜,研究Zn靶溅射功率(0～90 W)和衬底温度(室温、100℃和200℃)对薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。结果表明:按双靶共溅射工艺制备的ZnO:Al薄膜的晶体结构均为六角纤锌矿结构,且随着Zn靶溅射功率的增加,薄膜的结晶质量呈现出先改善后变差的规律,薄膜中的载流子浓度逐渐升高,电阻率逐渐降低,而薄膜的光学性能受其影响不大;随着衬底温度的升高,薄膜的结晶性能得到改善,薄膜的可见光透过率增强,电阻率降低。     

316L不锈钢直流磁控溅射制备铝膜的工艺研究

采用直流磁控溅射在316L不锈钢上制备了高质量的Al膜,并利用扫描电镜、X射线衍射仪分别对镀层的形貌和结构及应力进行了分析。结果表明,温度、溅射功率之间的合理配置才能制备致密性高、表面缺陷少的Al膜,较优工艺参数温度为170℃、溅射功率1400 W;温度比溅射功率更容易改善结晶度,当溅射功率高、基体温度低,薄膜趋向非晶态;制备的薄膜应力小,最大约为0.176 GPa,微结构对应力影响大。     

磁控共溅射制备Al-Cu薄膜分析

采用磁控Al和Cu靶共溅射方法，通过FJL560D2型超高真空磁控溅射仪制备薄膜。采用不同的溅射功率和退火温度来获得不同特性的薄膜。采用扫描电镜、电子探针显微分析仪、X射线衍射仪和纳米压入硬度测试仪对薄膜的组织和性能进行了分析。结果表明：Al—Cu薄膜是由细小颗粒聚集形成的致密合金薄膜。随着Cu溅射功率的增加，薄膜中的Cu含量增加，薄膜的显微硬度和弹性模量明显增加，薄膜的显微硬度和弹性模量分别为664Hv和203GPa。薄膜中组织除α—Cu（Al）相以外，还会形成新的合金相。薄膜经过退火后，成分没有明显变化，但会加快新相的形成，如θ-Al2Cu和ω—Al7Cu2相的形成。这些相的形成对薄膜的性能有较大的影响。     

钕铁硼表面真空蒸镀Al膜的制备及其性能北大核心CSCD

为了提高烧结NdFeB磁体的耐腐蚀性能,采用真空蒸镀的方法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al薄膜,并对工艺过程中的工艺参数进行优化。结果表明:真空室温度对Al薄膜的结构及耐腐蚀性能基本没有影响,但温度过高会导致Al薄膜表面岛状结构的增大,造成Al薄膜的厚度一致性难以控制;随着蒸发源温度的增加,Al薄膜的沉积速率逐渐增加,但是随着蒸镀时间的延长,Al薄膜的沉积效率逐渐降低,这是由于Al蒸发原子在基片上冷凝沉积的物理驱动力下降导致的。采用最佳工艺参数制备的厚度为8μm的Al薄膜,耐中性盐雾试验时间可达60 h,且Al镀层的涂覆对NdFeB磁体的磁性能基本没有影响。     

功率对磁控溅射TbDyFe薄膜磁致伸缩性能的影响

采用直流磁控溅射工艺制备TbDyFe磁致伸缩薄膜，通过考察薄膜成分及其微结构，分析研究了溅射功率对薄膜磁致伸缩性能的影响。结果表明，同一薄膜内部成分相当均一，但不同溅射功率条件下的薄膜成分相异。溅射功率较低，薄膜内部微柱状体结构导致了磁各向异性的产生，磁致伸缩性能下降；溅射功率提高到120W，微柱状体结构消失，薄膜内部趋于均一连续，磁致伸缩性能较好。     

磁控溅射CoCrFeNi高熵合金薄膜的硬度和电阻率研究

目的 研究溅射功率对CoCrFeNi高熵合金薄膜硬度和电阻率的影响,期望获得同时具有高硬度和高电阻率的高熵合金薄膜,为其在电阻薄膜领域的应用提供实验基础。方法 在不同溅射功率条件下（40、60、80、100 W）,利用CoCr合金靶、Ni片和Fe片拼接成合金靶,采用磁控溅射法在硅基底表面沉积CoCrFeNi高熵合金薄膜。利用XRD分析薄膜相结构,通过SEM分析薄膜成分和形貌,利用显微硬度计测量薄膜硬度,采用双电测四点探针法测定薄膜电阻率。结果 不同溅射功率下制备的CoCrFeNi薄膜均与基底结合良好,呈柱状生长模式,且合适的溅射功率有助于获得等摩尔比高熵合金薄膜。随着溅射功率由40 W升高至100 W,薄膜结晶性得到改善,形成简单的FCC相,（111）择优生长更加强烈,柱状生长愈加明显,晶粒尺寸增大,硬度和电阻率降低。结论 溅射功率对CoCrFeNi薄膜组织和性能具有重要影响。当溅射功率为40 W时,CoCrFeNi薄膜同时具有最高硬度和最大电阻率,其值分别为940.5HV和336.5 μΩ?cm。     

钕铁硼表面真空蒸镀Al膜的制备及其性能

为了提高烧结NdFeB磁体的耐腐蚀性能,采用真空蒸镀的方法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al薄膜,并对工艺过程中的工艺参数进行优化。结果表明:真空室温度对Al薄膜的结构及耐腐蚀性能基本没有影响,但温度过高会导致Al薄膜表面岛状结构的增大,造成Al薄膜的厚度一致性难以控制;随着蒸发源温度的增加,Al薄膜的沉积速率逐渐增加,但是随着蒸镀时间的延长,Al薄膜的沉积效率逐渐降低,这是由于Al蒸发原子在基片上冷凝沉积的物理驱动力下降导致的。采用最佳工艺参数制备的厚度为8μm的Al薄膜,耐中性盐雾试验时间可达60 h,且Al镀层的涂覆对NdFeB磁体的磁性能基本没有影响。     

磁控溅射铝膜的微观结构对磁致冷钆腐蚀性能的影响

研究了表面镀铝和未镀铝的钆的静态和电化学腐蚀试验。结果表明,未镀铝的钆在水作用下表面形成大量裂痕,而多角状的铝膜结构由于点蚀坑的存在比片状铝膜结构的耐腐蚀性能差。片状铝膜由于与基体之间形成有效的物理阻挡,且片状结构致密,延长了阴极保护。因此,制备表面层状铝膜结构是显著提高磁制冷钆表面耐腐蚀性能行的有效方法。     

Mechanical and corrosion properties of dc magnetron sputtered Al/Cr multilayers

Mechanical and corrosion properties of Al/Cr multilayer coatings deposited by dc magnetron sputtering are investigated and compared to pure Al and Cr coatings. The objective of this study is to increase the mechanical properties of sacrificial Al-based coatings. The results indicate that mechanical and corrosion properties depend on the architecture organisation. The reduction of the layer thickness allows an increase of the coating hardness. The nanolayer architecture leads to a “hard and tough” material compared to the other architectures. Moreover, the intrinsic corrosion resistance is enhanced, as the corrosion and the pitting corrosion potentials are progressively shifted towards positive values. The nanolayer coating presents the highest intrinsic corrosion resistance but multilayer and nanolayer Al/Cr coatings become nobler than the steel substrate. The corrosion resistance of the coated steel is then strongly dependent on the microscopic coating defects which act as preferential pathways for the corrosive solution. So the nanolayer architecture organisation improves the mechanical properties but does not permit to conserve the sacrificial behaviour of the aluminium based coating, which is harmful for the corrosion protection of coated steel.     

NdFeB永磁体表面磁控溅射铝防护镀层性能研究

目的研究一种NdFeB永磁体表面腐蚀防护技术。方法采用磁控溅射技术,在烧结NdFeB永磁体表面沉积一层纯铝防护薄膜,然后对纯铝薄膜进行阿洛丁化学转化复合处理,表征膜层的表面和截面形貌,并研究结构及耐腐蚀性能。结果沉积的Al中间层和Al薄膜均结构致密,膜/基界面平整,膜层的自腐蚀电流密度为3.5×10-6A/cm2,说明纯Al薄膜能够对NdFeB永磁体提供有效的防护。阿洛丁化学转化可使铝薄膜表面更加致密,自腐蚀电流密度低至7.9×10-7A/cm2,进一步提高了纯铝薄膜的防护性能。结论 NdFeB永磁体表面磁控溅射镀铝是一种有效且环保的防护技术,可用于替代不环保的电镀防护。     

Wear, erosion and corrosion resistance of CrTiAlN coating deposited by magnetron sputtering

A nanolayered CrTiAlN coating, which was deposited on Ti6Al4V substrate using unbalanced magnetron sputtering technique, was tested to evaluate its performances against wear, erosion and corrosion. The coating, with a higher hardness compared to CrN, demonstrates significantly higher dry sliding wear resistance than CrN and TiN coatings. Different from the brittle TiN coating, the CrTiAlN coating has a maximum erosion rate at an impingement angle of 45° and shows better erosion resistance than TiN coating at 90°. The CrTiAlN coated Ti6Al4V, when tested in 3.5% NaCl aqueous solution, shows a markedly more noble corrosion potential in comparison with the uncoated Ti6Al4V substrate. Furthermore, it demonstrates a wide passive region with a low current density. All these properties make the CrTiAlN coating a good candidate for a variety of industrial applications.     

Q235上电弧喷涂Zn55Al涂层在3.5wt%溶液中的腐蚀行为研究

本文使用电弧喷涂通过包套挤压+拉拔的方法制备的Zn55Al伪合金丝材成功的在Q235钢上喷涂出了Zn55Al涂层。通过扫描电镜和微区XRD研究了Zn55Al 伪合金丝材的显微结构。通过浸泡腐蚀实验和电化学方法研究了Zn55Al涂层、Zn15Al涂层和 Al涂层的腐蚀行为,并对比了三种涂层之间的差异。结果表明Zn55Al伪合金丝材由纯锌和纯铝组成,在整个成型过程中没有产生合金化。Zn55Al涂层由层片状的富锌相和富铝相组成。经过20天的浸泡实验,Zn55Al涂层形成了一层致密的钝化膜,比其他两种涂层有更好的耐腐蚀性。Zn55Al涂层的自腐蚀电位大约是-1.25v,高于Zn15Al涂层低于纯Al涂层和Q235基体.电偶腐蚀实验表明,Zn55Al涂层比Zn15Al涂层具有更好的点虎穴保护作用。这些结果说明Zn55Al涂层具有更好的耐腐蚀性和可以给Q235基体提供更强的电化学保护.本文也讨论了Zn55Al涂层的的腐蚀机理。     

锆合金表面涂层耐高温高压动水腐蚀性能的研究

目的 提高锆合金在高温高压环境中耐动水腐蚀性能。方法 利用多弧离子镀技术（MAIP）在Zr-4合金表面分别制备了Al2O3涂层和Cr/TiAlN复合涂层,利用磁控溅射技术（MS）在Zr-4合金表面制备了TiN涂层。通过堆外高压釜实验,对比研究了三种不同涂层的耐高温高压动水腐蚀性能,利用自动划痕仪检测膜基结合力,利用XRD分析涂层的物相成分,利用SEM观察涂层腐蚀前后的微观形貌,利用EDS对涂层元素种类与含量进行分析。结果 多弧离子镀技术制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层致密度较高,但表面存在少量大颗粒与微孔洞;磁控溅射技术制备的TiN涂层均匀平整,表面大颗粒较少。Al2O3涂层、TiN涂层和Cr/TiAlN涂层可承受的临界载荷分别为26、16、26.5 N。在实验条件下,Cr/TiAlN涂层和TiN涂层表面均发生了剥落或腐蚀现象,且这两种试样表面均检测出大量的ZrO2,而Al2O3涂层几乎未被破坏,基体得到了充分防护。结论 利用多弧离子镀技术在Zr-4合金表面制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层的膜基结合力较高,利用磁控溅射技术制备的TiN涂层的膜基结合性能较差,其中Al2O3涂层具备良好的耐腐蚀性能,在高温高压动水腐蚀环境中能够有效地保护锆合金基体。     

化学沉积Ni-Zn-P-TiO_2纳米复合镀层及其性能研究

采用化学沉积方法获得了Ni-Zn-P-TiO2纳米复合镀层,并采用SEM、EDS和XRD对复合镀层进行了表征。研究了Ni-Zn-P镀液中纳米TiO2粒子加入量对沉积行为的影响和沉积层在流动的0.05M盐酸介质中的腐蚀行为。结果表明,纳米TiO2粒子的加入会影响复合镀层的沉积速度和镀层中纳米TiO2粒子的包覆量;随着盐酸介质冲击镀层的角度的减小及其流速的增加,镀层的质量损失增大;在流动的腐蚀性介质中,化学沉积的Ni-Zn-P-TiO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能优于化学沉积的Ni-Zn-P镀层。     

Oxidation and hot corrosion behavior of gradient NiCoCrAlYSiB coatings deposited by a combination of arc ion plating and magnetron sputtering techniques

NiCoCrAlYSiB coating was prepared by arc ion plating and Al and Cr gradient NiCoCrAlYSiB coating by a combination of arc ion plating and magnetron sputtering. The results of EPMA show that the Al and Cr are uniformly distributed in the NiCoCrAlYSiB coating but have a graded distribution in the surface layer of the gradient coating. Compared to the bare DSM 11, both the NiCoCrAlYSiB coating and the gradient coating improved the oxidation resistance greatly. After 100 h hot corrosion, the gradient coating showed the best corrosion resistance. The oxidation and hot corrosion mechanisms were discussed.     

Al-Ti合金的电沉积过程及镀层性能

应用循环伏安法等电化学研究方法,研究了低温熔盐中Al、Ti共电沉积的电极过程.分析了Al-Ti合金镀层的组成与结构的关系,以及合金中的含Ti量对镀层表面结晶状态的影响.结果表明,Al-Ti合金镀层具有优异的耐蚀性,提高含Ti量,则其耐蚀性增加.     

Corrosion Behaviour of Annealed Cn_x/Tin_y Multilayers

IN RECENT YEARS,there has been great interest instudies of carbon nitride(CNX)coating because it wasproposed by Liu and Cohen that would have abulk modulus comparable to or even higher thandiamond due to its small bond length and lowionicity[l].The research on multiplayer CNx/TiNycoatings has been processed for more than ten years inWuhan University,and the coatings can be successfullyproduced with a hardness higher than45GPa underproper deposition conditions.This was achieved usinga…