磁控溅射制备不锈钢薄膜研究

研究了磁控溅射镀膜工艺参数中溅射功率、溅射时间以及真空度等对不锈钢薄膜制备的影响，通过对获得的不锈钢薄膜层进行金相分析与其他性能测试发现：试验中溅射功率为100W、溅射时间为2h、真空度为0．08Pa、氩气压力为1．5MPa的条件下制得的薄膜性能最佳。     

磁控溅射MoS2/Ni复合膜的制备及其摩擦性能

采用磁控溅射法制备了MoS2/Ni复合膜,同时对影响膜层性能的工艺参数进行了初步探讨,并对复合膜进行了成分与结构分析以及摩擦试验.结果表明:在本试验工艺参数(本底真空度为7.0×10-4 Pa,沉积气压为0.5 Pa,溅射功率为160 W,溅射氩气流量为80 cm3/s,靶基距为60 mm,基片温度为70℃)下制备的MoS2/Ni复合膜能够大大降低不锈钢等基底表面的摩擦因数,并且在高速重载的条件下具有更低的摩擦因数和更小的摩擦因数波动值.     

ECR结合磁控溅射——制备DLC薄膜的新方法

介绍了新型的结合电子回旋共振(ECR)微波等离子体气相沉积与磁控溅射镀膜特点的ECR-650型镀膜系统,并利用该系统通过溅射石墨靶和金属钛靶在不锈钢基底上制备了具有Ti/TiNx/TiNxCy中间层结构的C薄膜。由于镀膜工艺问题,得到的薄膜主要由石墨构成。研究了制备时不同的气压和氩气分压对薄膜表面形貌、硬度等的影响。     

靶材刻蚀对磁控溅射镀膜厚度分布的影响

为考察实际磁控溅射镀膜生产过程中由于靶材不断刻蚀消耗而造成的膜厚分布变化,文中就圆形磁控溅射靶建立了沉积模型,采用泰勒级数展开方式得到了薄膜分布的三阶近似解,并采用数值积分的方法计算出不同溅射角分布和靶基距时新靶和旧靶的相对厚度分布.计算结果表明溅射角分布的变化对膜厚分布影响较小,而靶基距变化影响较大;随着靶基距增加,...     

高速钢刀具磁控溅射离子镀TiN涂层的工艺与性能研究

采用磁控溅射离子镀法(MSIP)对高速钢W18Cr4V进行了TiN镀膜试验,对镀膜后试样的各项性能进行了测试分析,并对溅射时间、氮分压、溅射电流等工艺参数对TiN膜层的显微组织、厚度、硬度和耐磨性的影响进行了研究,确定了可获得最佳涂层综合性能的镀膜工艺参数。     

风电绝缘轴承表面防护膜的制备及其绝缘性能分析

为提高风电绝缘轴承的力学性能和绝缘性能，延长其在复杂工况下的服役寿命，提出采用磁控溅射法在绝缘轴承陶瓷涂层表面沉积镍膜。通过设计正交试验分析了靶电流、负偏压、溅射时间对镍膜表面形貌的影响以及镀膜对绝缘涂层表面粗糙度的影响，结果表明：随靶电流和负偏压增大，镍膜表面质量提高；溅射时间对镍膜表面质量影响较小，但会影响镍膜厚度；镀膜后表面粗糙度值降低；在靶电流为4 A,负偏压为300 V,溅射时间为90 min时镍膜表面光滑平整，连续性以及膜层致密性最优，为最佳工艺参数。在某风电轴承外表面制备镍膜后，交流击穿电压由6 100 V提高至6 300 V,直流电阻由23 GΩ提高至95 GΩ,绝缘性能提高，说明该工艺的正确性。     

工艺参数对直流磁控溅射法制备氧化铝薄膜的试验研究北大核心

采用直流磁控溅射法在载玻片和不锈钢基底上制备某设计要求的氧化铝薄膜,首先采用单因素法分别分析溅射功率、氧气流量、工作压强、负偏压及本底真空度等制备参数对薄膜沉积速率的影响;在此基础上设计正交试验,研究优化范围内溅射功率、氧气流量、工作压强对沉积速率的影响,并进行极差与方差分析。结果表明,在一定工艺参数范围内,随着溅射功率的增加,薄膜的沉积速率不断增大;氧气流量增加时薄膜的沉积速率不断下降;随着工作压强的增大,薄膜的沉积速率先增大后减小,在1.0 Pa时达到最大速率;加载的负偏压增加时,薄膜的沉积速率不断降低;本底真空度提高时薄膜的沉积速率不断增大;通过使用XRD衍射仪对制备的薄膜进行物相检测,研究结果表明,常温下不同氧气流量制备的氧化铝薄膜均为非晶态;获取了制备所需薄膜的较优的制备工艺。     

工艺参数对直流磁控溅射法制备氧化铝薄膜的试验研究

采用直流磁控溅射法在载玻片和不锈钢基底上制备某设计要求的氧化铝薄膜,首先采用单因素法分别分析溅射功率、氧气流量、工作压强、负偏压及本底真空度等制备参数对薄膜沉积速率的影响;在此基础上设计正交试验,研究优化范围内溅射功率、氧气流量、工作压强对沉积速率的影响,并进行极差与方差分析。结果表明,在一定工艺参数范围内,随着溅射功率的增加,薄膜的沉积速率不断增大;氧气流量增加时薄膜的沉积速率不断下降;随着工作压强的增大,薄膜的沉积速率先增大后减小,在1.0 Pa时达到最大速率;加载的负偏压增加时,薄膜的沉积速率不断降低;本底真空度提高时薄膜的沉积速率不断增大;通过使用XRD衍射仪对制备的薄膜进行物相检测,研究结果表明,常温下不同氧气流量制备的氧化铝薄膜均为非晶态;获取了制备所需薄膜的较优的制备工艺。     

超薄铝膜的制备与透光率的研究

当铝(Al)膜的厚度在100nm时,可以作为一种光学薄膜使用.用这种超薄铝膜制成光学元件具有耐激光以及损耗小等特点,在大功率激光系统中将得到应用.利用高纯铝靶,运用直流磁控溅射法制备了超薄铝膜,利用双光束分光光度计研究了其光学性质,测试了超薄铝膜的制备条件,如工作压强、靶基距、溅射时间等对薄膜的光学性质的影响.得到了工作压强、靶基距及溅射功率与薄膜的光学性质之间的关系.     

溅射功率对TiAlN涂层组织结构与性能的影响

采用钛铝合金比为7∶3的靶,通过非平衡磁控溅射离子镀制备TiAlN涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和MFT-4000多功能材料表面性能试验机对膜层形貌成分、组织结构及硬度进行测试分析,分析溅射功率对TiAlN涂层组织和结构的影响。测试结果表明:随着溅射功率的减小,膜层晶粒结构变得更稀疏,结合力减弱,Al/Ti比值变小。     

射频溅射工艺对WSx薄膜摩擦性能的影响

采用射频溅射法以3Cr13马氏体不锈钢为基片制备了硫化钨薄膜.通过物相分析和表面形貌观察,以及测定微区化学成分、结合力和摩擦因数,研究了溅射功率、工作压力和沉积时间等溅射工艺条件对薄膜摩擦性能的影响.结果表明通过射频溅射法可获得非晶态WSx薄膜,薄膜的S/W比一般小于2,并受溅射工艺影响较为明显,随溅射功率的升高逐渐降低,随溅射时间的延长明显升高.薄膜结合力受溅射工艺影响并不显著.通过射频溅射所获得薄膜的摩擦因数在一定范围内与其硫钨比成反比.     

射频磁控溅射法制备氮化硼薄膜

采用射频磁控溅射方法在T10钢表面获得了氮化硼薄膜。借助光学显微镜、摩擦磨损试验仪和划痕试验仪等研究了溅射时间、溅射功率以及中间层对薄膜性能的影响。结果表明：氮化硼薄膜的摩擦因数约为钢基材料的一半，中间层镍磷合金的加入使薄膜结合力显著提高。     

多轮廓型腔结构件磁控溅射类金刚石碳膜附着机理研究

多轮廓型腔结构件具有复杂的内腔,普通镀膜方法对工件内腔镀膜过程中存在膜基结合力差、靶材利用率低、薄膜厚度不均匀致密、内腔死角无法镀膜等诸多问题。针对这些问题,研究采用多靶头旋转式柱状磁控溅射靶,在镀膜机的不同位置安装多靶多材,使靶能够自由旋转来实现复杂内腔壁定向镀膜和膜层均匀性的需要;同时采用梯度复合膜结构来改善单一膜层所存在的膜基结合力差、易于从基体上剥离等问题,通过选择合适的基片温度等磁控溅射工艺参数来提高膜与基片界面之间的附着强度,从而实现在多轮廓型腔结构件的复杂内腔壁镀厚度均匀、致密连续的功能性DLC复合薄膜。     

T10钢表面BN薄膜结合力改善及减摩性研究

采用射频磁控溅射法在T10碳素工具钢表面制备了氮化硼薄膜;研究了在基材和薄膜之间化学镀N i-P中间层对薄膜结合力的影响;使用摩擦试验机对基材和镀膜后的试样进行了摩擦性能检测;通过划痕试验进行了结合强度试验。结果表明在工具钢表面溅射镀BN薄膜后摩擦因数明显降低,从原来的0.8下降到0.6,具有良好的减摩效果;BN薄膜和T10钢基材之间有一定的结合强度,加入N i-P中间层以后膜基结合力有显著增加,能达到约30 N;采用射频磁控溅射法制备得到的薄膜内部的应力为压应力,这有利于薄膜的附着和立方相氮化硼的形成。     

氧化钒热敏特性研究

采用金属钒作为靶材,利用反应磁控溅射工艺制备了氧化钒薄膜.分析了改变溅射总压,溅射时间,溅射温度等工艺参数对薄膜电特性的影响,探索了氧化钒的成膜工艺.并讨论了不同工艺条件下薄膜方阻,薄膜电阻温度特性.最后对样品进行了XPS分析.     

复杂腔体件表面磁控溅射镀膜关键技术的研究

多轮廓型腔结构件具有复杂的内腔,采用化学镀膜方法在对工件内腔镀膜过程中存在膜基结合力差、薄膜厚度不均匀致密、内腔死角无法镀膜以及环境污染等诸多问题。磁控溅射镀膜技术作为一种新型镀膜工艺,其镀膜均匀致密且绿色无污染,能良好地应用于多轮廓型腔结构件中。论述了不同磁控溅射镀膜方法的特点,以及磁控溅射镀膜在复杂型腔结构件中的关键技术。     

用紫外-可见光谱仪研究玻璃基掺氮二氧化钛薄膜的沉积速率和光学带隙

用紫外-可见光谱仪研究了不同溅射功率下磁控溅射法在玻璃基上沉积掺氮二氧化钛膜的沉积速率和光学带隙。结果表明，随着溅射功率的增加，薄膜的沉积速率增加，吸收边波长红移，薄膜的光学带隙宽度减小。热处理温度对不掺氮二氧化钛薄膜的吸收边和光学带隙的影响较小。     

光学直接监控技术在镀膜中的应用

展示真实的工艺结论,介绍在基片本身或监控片上进行光学直接监控的方法应用于大面积(最大基片盘直径1400 mm)镀膜的成功经验。直接监控技术可以最快速的再现高难度的设计要求,保证大面积,高精度镀膜设备上的高成品率。文中列举的各类多层膜的实验结果清楚地证明了这种强大的监控手段的应用潜力。可使用直接监控方式镀膜的膜系包括截至滤光片,偏振膜,分光膜以及多腔带通滤光片。所有这些膜系都是在PIAD(等离子辅助沉积)和PARMS(等离子体辅助反应磁控溅射)的方式下完成的。实验的重复性和均匀性体现了直接监控的优势。在塑料基底上应用等离子体辅助工艺的关键在于调整离子源或等离子源本身。他们改变热度和等离子轰击的能力通常是工艺的关键因素,从而使工艺更适合于象塑料这样对温度和等离子轰击敏感的基材。     

“反向设计”法研制ZrB_2-Ni涂层及其性能研究

利用磁控溅射技术向ZrB_2涂层中掺杂金属Ni来改善涂层韧性,采用"反向设计"法研制ZrB_2-Ni涂层,即通过改变ZrB_2靶溅射功率调控ZrB_2-Ni涂层中Ni含量,系统研究涂层力学性能和摩擦磨损性能的变化规律,优化涂层制备工艺。结果表明:随着ZrB_2靶溅射功率增加,涂层沉积速率呈线性增加;纳米硬度、弹性模量和平均摩擦系数逐渐升高;涂层临界载荷和磨损率均先增加后下降,但变化不大。适量掺杂金属Ni在一定程度上改善了涂层韧性,当ZrB_2靶溅射功率为2.4kW时,制备的涂层临界载荷较高,约20.9N;涂层耐磨性最好,磨损率为4.3×10~(-1)μm~3/(N·μm),特征值H/E与H~3/E~(*2)最高,分别为0.066和0.075GPa。     

碳靶电流对磁控溅射GLC/Ti薄膜结构及摩擦学性能的影响*

为改善掺杂Ti的GLC/Ti薄膜的摩擦学性能,采用非平衡磁控溅射技术在不同C靶电流下制备了类石墨碳基薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)对薄膜结构进行表征;采用纳米压痕仪测量薄膜的硬度及弹性模量;利用HSR-2M型高速往复试验机测试薄膜在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并用白光干涉仪观察磨痕表面形貌。结果表明:随着C靶电流的增大,薄膜的柱状生长趋势日趋明显,其致密性降低,sp~2键含量减小,石墨化程度和结合力降低,而硬度和弹性模量略增;随着C靶电流的增大,摩擦因数和磨损率均增大。因此,适当降低C靶电流可以提高磁控溅射GLC/Ti薄膜干摩擦条件下的减摩耐磨性能。