PZT/Si薄膜的扩散反应研究

运用XPS和AES研究了PZT薄膜／Si在热处理过程中的薄膜及界面化学反应：在热处理过程中，气氛中的氧气通过PZT的缺陷通道扩散到PZT／Si界面上，并与界面上的硅发生氧化反应形成SiO2界面层。同时基底上的硅通过PZT的缺陷扩散到样品表面形成SiO2表面层。此外，在PZT／Si界面上，Ti的氧化物和Si发生还原反应，形成了TISix金属硅化物，并残留在PZT膜层和SiO2界面层中。在PZT膜层内，有机结碳和钛的氧化物发生还原反应形成了TiCx物种，并存在于PZT膜层中。     

Si片上PbTiO3薄膜的XPS研究

用溶胶 凝胶方法在Si上成功地制备了钙钛矿型的PbTiO3薄膜。X射线衍射结果显示 ,在热处理温度为 750～ 90 0℃范围内 ,随温度升高 ,薄膜由多晶结构转变为定向结晶。X射线光电子能谱分析发现 ,薄膜表面存在SiO2 薄层 ,其厚度大约为 0 6nm ,该薄层是在制膜过程中衬底Si通过PbTiO3薄膜扩散到表面与大气中的O2 反应而形成的。在 750℃热处理的薄膜 ,膜层中不含SiO2 ,但温度升高 ,膜层中存在SiO2 成分 ,这可能是Si在向表面扩散过程中与膜中的O反应生成的。表面SiO2 可通过Ar离子的轻微溅射而消除 ,而膜内SiO2 成分只能通过调节工艺参数来消除     

9,9′-联蒽薄膜的AFM和XRD研究

利用常规的真空蒸发技术,在热氧化硅片的衬底上制备了不同的衬底温度、蒸发温度和蒸发时间条件下的9,9′-联蒽有机薄膜。用原子力显微镜对制备的9,9′-联蒽薄膜形貌进行了观察,研究了9,9′-联蒽的生长模式,并讨论了其表面形貌及岛状晶核分布与生长条件之间的机理。同时,借助X射线衍射仪分析了薄膜的晶体结构。结果表明,在衬底温度为50℃、蒸发温度为180℃、蒸发时间为60s时能够获得具有良好晶体特性的均匀致密的多晶薄膜,其适合作有机场效应晶体管的有源层。     

PZT/Si界面氧化反应机理及动力学研究

运用俄歇电子能谱深度剖析和线形分析研究了PZT／Si界面氧化反应的机理和动力学过程。研究结果表明，在PZT／Si样品的热处理过程中，环境气氛中的氧可以透过PZT薄膜层扩散到PZT／Si界面，并与硅基底反应形成SiO2界面层。界面氧化反应由氧在PZT层和SiO2层中的扩散过程所控制。     

Ti_2AlNb基合金表面磁控溅射Al/Al_2O_3薄膜及扩散处理对其抗高温氧化性能的影响

为提高Ti2Al Nb合金的抗高温氧化性能,在Ti2AlNb合金表面磁控溅射Al/Al2O3薄膜,于真空退火炉内对其进行600℃,1 h扩散处理后,分别在650,750,850℃下氧化100 h。利用XRD,SEM,EDS技术对基体和扩散试样的相组成、微观形貌进行了分析;研究了Al/Al2O3薄膜扩散层的抗高温氧化性能及扩散处理对Al/Al2O3薄膜氧化动力学曲线的影响。结果表明:Al/Al2O3薄膜扩散层的氧化行为受氧离子渗入薄膜运动过程的控制,在高温条件下表层形成连续致密的Al2O3膜,使薄膜扩散层的氧化系数远低于基体,并且次表层的富铝相能有效阻止氧离子扩散通道的形成,减少基体与氧化性气体接触,从而显著提高Ti2Al Nb基合金的抗高温氧化性能。     

Ni/Zr-Co-Re堆栈层薄膜吸气剂的吸气性能及Ni作用机理研究

采用磁控溅射的方法制备了带有Ni保护层和Zr-Co-Re(Re代表稀土元素)主体层的堆栈层薄膜吸气剂。通过X射线光电子能谱仪(XPS)分析了薄膜吸气剂内部O元素的含量分布,研究了薄膜吸气剂中Ni层的防氧化作用和机理。研究表明:(1)Ni/Zr-CoRe堆栈层薄膜吸气剂在160℃保温3h的条件下可以有效激活,并具有高于Zr-Co-Ni单层薄膜吸气剂的吸气性能;(2)Ni保护层降低了吸气剂的被氧化程度,促进了表面吸附的H2分子的解离和扩散。     

Ni/Zr-Co-Re堆栈层薄膜吸气剂的吸气性能及Ni作用机理研究

采用磁控溅射的方法制备了带有Ni保护层和Zr-Co-Re(Re代表稀土元素)主体层的堆栈层薄膜吸气剂。通过X射线光电子能谱仪(XPS)分析了薄膜吸气剂内部O元素的含量分布,研究了薄膜吸气剂中Ni层的防氧化作用和机理。研究表明:(1)Ni/Zr-Co-Re堆栈层薄膜吸气剂在160℃保温3h的条件下可以有效激活,并具有高于Zr-Co-Ni单层薄膜吸气剂的吸气性能;(2)Ni保护层降低了吸气剂的被氧化程度,促进了表面吸附的H2分子的解离和扩散。     

FeCrNi合金表面MnO薄膜的制备及其抗渗碳性能

为了提高铁铬镍合金(Fe Cr Ni)的抗渗碳性能,在Fe Cr Ni合金表面电镀金属Mn薄膜,然后利用低氧分压氧化法在Fe Cr Ni合金表面制备Mn O薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等研究Fe Cr Ni合金表面Mn O薄膜的组织结构、形貌、薄膜与基体界面扩散层情况及Mn O薄膜的抗渗碳性能。结果表明:经低氧分压氧化法处理后,金属Mn薄膜完全氧化为Mn O薄膜,且在Mn O薄膜和基体之间形成扩散层,扩散层中出现了Mn Cr_2O_4尖晶石相,Mn O薄膜具有明显的抗渗碳效果。     

TiO2/SiO2薄膜中的相界扩散及晶化行为研究

本文研究了溶胶一凝胶法制备TiO2／SiO2复合薄膜的晶化行为以及复合薄膜与过渡层的相界扩散采用X-ray衍射分析了50TiO2／50SiO2薄膜中TiO2的析晶特征，研究表明，随热处理温度的升高，薄膜的结构由非晶转变为在SiO2玻璃网络中析出的锐钛矿相，再到锐钛矿和金红石二相共存，最后转变为金红石相，并伴随有磷石英和方石英的析出，且其晶粒尺寸也在逐渐增大．AES分析给出了过渡层的气孔率对复合膜中Ti的扩散能力的影响以及复合膜与过渡层之间碳的分布．SEM及EDS进一步揭示了薄膜表面存在亚微米不均匀区域，在此区域中碳的含量较高．在氧气中，提高热处理温度，可以降低碳的含量.     

镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性

采用有机醇盐水解法制备SiO2溶胶,用浸溃-提拉制膜技术在AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备SiO2膜层,研究了镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性.结果表明:SiO2溶胶进入微弧氧化陶瓷层表面的微孔并形成了SiO2膜层;由微弧氧化陶瓷层和SiO2膜层组成的复合膜层的腐蚀电位比单一陶瓷层明显提高,...     

花蕾状ZnO层/SiO2多孔网络复合薄膜的制备及其发光特性

采用Zn／SiO2复合靶，用射频磁控共溅射技术在Si(111)衬底上沉积金属锌(Zn)／二氧化硅(SiO2)基质复合薄膜，在空气气氛中700℃条件下进行退火热处理1h，Zn从SiO2基质中析出并在薄膜表面被空气中的O2氧化，合成了花蕾状ZnO层／SiO2多孔网络复合薄膜材料．用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和光致发光谱(PL)分析了复合薄膜的微结构、组成、表面形貌及光致发光特性。     

采用水基原子层沉积工艺在石墨烯上沉积Al2O3介质薄膜研究

采用水基原子层沉积(H2O-based ALD)方法在石墨烯上直接生长Al2O3介质薄膜,研究了Al2O3成核机理.原子力显微镜(AFM)对Al2O3薄膜微观形态分析表明,沉积温度决定着Al2O3在石墨烯表面的成核生长情况,物理吸附在石墨烯表面的水分子是Al2O3成核的关键,物理吸附水分子的均匀性直接影响Al2O3薄膜的均匀性.在适当的温度窗口(100～130℃),Al2O3可以均匀沉积在石墨烯上,AFM测得Al2O3薄膜表面均方根粗糙度(RMS)为0.26 nm,X射线光电子能谱(XPS)表面分析与元素深度剖析表明,120℃下在石墨烯表面沉积的Al2O3薄膜中O和Al元素的含量比约为1.5.拉曼光谱分析表明,采用H2O-based ALD工艺沉积栅介质薄膜不会降低石墨烯晶体质量.     

磷酸表面处理复合SiO2涂层对Ti-6Al-4V合金抗氧化性能的影响

研究磷酸表面处理和复合SiO2涂层对Ti-6Al-4V合金600℃下空气中抗氧化性能的影响。结果表明:600℃氧化24h后,磷酸表面处理使Ti-6Al-4V合金平均氧化速率下降了近75%,复合非晶SiO2涂层样品600℃等温氧化100h后,平均氧化速率比空白样品降低一个数量级,抗氧化性能与单独的磷酸处理比较进一步提高。磷酸表面处理和复合SiO2涂层样品的氧化膜致密性增强且与基体的黏附性良好,二者氧化膜中TiO2的体积分数均低于空白样品。磷酸表面处理形成的TiP2O7层与SiO2涂层共同抑制了O的内扩散和Ti的外扩散。     

铝合金表面微弧氧化纳米SiO2复合涂层的元素及物相分析

为提高微弧氧化层性能,通过向微弧氧化电解液中添加纳米SiO2颗粒,在7A52铝合金表面制备了纳米SiO2复合微弧氧化层.利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪表征了纳米SiO2复合微弧氧化层的微观组织、元素分布特征及物相组成.研究表明:纳米SiO2颗粒与微弧氧化层复合生长到一起,在微弧氧化层中大致均匀分布;纳米SiO2在微弧氧化层中主要以无定形态存在,同时SiO2与微弧氧化层主体成分Al2O3发生相变反应,生成新物相-莫来石.     

多层气敏薄膜表面吸附及界面扩散的研究

制备了ＳｎＯ３／ＺｎＯ及ＺｎＯ／ＳｎＯ３多层结构的气敏薄膜，用能谱结合氩离子刻蚀的方法及Ｘ射线衍射法，对薄膜的表面吸附。膜间的相互与组成等进行了研究，结果表明：薄膜表面存在少量的吸附多层膜中锌的扩散远比锡一个模型，对吸附现象作了初步的解释，讨论了造成锌锡扩散的原因。     

衬底对溶胶凝胶法制备TiO2薄膜性能的影响

以钛酸丁酯为前驱体,经浸渍拉膜法在不锈钢以及表面预镀一层非晶态SiO2薄膜的不锈钢表面镀TiO2薄膜.利用XRD、FE-SEM研究了薄膜晶体结构与表面形貌,同时研究了不同衬底上薄膜光催化活性和亲水性,并与以玻璃为衬底的作比较.结果表明,衬底对TiO2薄膜表面形貌及性能的影响很大.以不锈钢为衬底的TiO2薄膜性能光催化活性较弱,但在表面预镀一层非晶态SiO2后TiO2薄膜的光催化活性有所改善.     

NiTi合金微弧氧化的初步研究

在NiTi合金表面采用微弧氧化得到一层致密的氧化膜.采用X R D分析了薄膜的结构.结果表明在室温条件下在Na2SiO3电解液中通过微弧氧化可以在NiTi合金基体上得到一层氧化物膜层,具有硬度高、耐腐蚀性能强的特点,对于NiTi合金具有良好的保护作用.     

镁合金微弧阳极氧化膜的特性

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法初步研究了镁合金微弧氧化膜的成分、相组成及其形貌特征.结果表明,在微弧氧化处理过程中,镁合金基体中的合金元素Al向表面扩散进入氧化膜层,微弧氧化处理液组分中的元素也进入了氧化膜层.氧化膜主要由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和不定形相组成.在微孤氧化过程中,氧化膜中首先产生的物相为立方结构的MgO,随着氧化时间的延长,氧化膜中出现晶态的MgAl2O4及Mg2SiO4.     

CO在U2N3+xOy薄膜表面反应特性研究

采用磁控溅射沉积方法在Si基底表面制备U₂N_3+xO_y薄膜, 采用X光电子能谱(XPS)分析技术观测CO气氛环境下U₂N_3+xO_y薄膜表面腐蚀行为, 以期获得U₂N_3+xO_y薄膜在CO环境下的表面腐蚀机理。结果表明: 超高真空条件下, CO在U₂N_3+xO_y薄膜表面表现为氧化特性; CO在薄膜表面吸附解离生成的C以无定形碳形式聚集在薄膜表面, 深度剖析过程中并未观察到C向U₂N_3+xO_y薄膜内部扩散; 而解离生成的氧在薄膜内扩散并发生氧化反应, 生成高价氧化物或铀氮氧化物和氮。氧化反应生成的氮向薄膜内部扩散, 并在次表面反应生成富氮中间产物。随着CO暴露反应进程的推进, 富氮层逐渐向薄膜内部迁移, 这是导致U4f谱卫星峰变化的主要原因。     

反应磁控溅射制备超亲水性SiO2/TiO2多层膜的研究

本文采用反应磁控溅射的方法在玻璃基片上制备TiO2及SiO2／TiO2多层膜，利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、接触角测定等分析方法对试样进行表征。研究了不同制备工艺对薄膜亲水性能的影响，初步讨论了SiO2／TiO2多层膜的超亲水性机理。结果表明这种多层膜结构，其底层SiO2作用在于阻止玻璃中的钠离子在溅射过程中向薄膜中的扩散，适当厚度的顶层SiO2，一方面利用到了SiO2本身的亲水性，同时也利用到了TiO2薄膜的光致亲水性。因此在制备TiO2超亲水性薄膜的时候，考虑制备SiO2底层和顶层对于亲水性效果有明显的改善作用。