GCr15钢领基体磁控溅射类金刚石薄膜的工艺

为了提高钢领表面耐磨性,采用中频非平衡磁控溅射法在经热处理的GCr15钢领上制备了类金刚石(DLC)薄膜,并对不同磁控溅射功率、负偏压下制备的DLC薄膜进行了组织结构分析和摩擦磨损性能测试。结果表明:随着溅射功率、负偏压增加,DLC薄膜的Raman谱G峰位置和ID/IG值均整体上呈增加趋势,sp3键含量减少,石墨化程度增加;负偏压恒定为100 V时功率为8 k W以及功率恒定为5 k W时负偏压120 V,制备的DLC薄膜具有较小的摩擦系数和稳定的抗磨损性能。     

溅射功率对硅基哈氏合金薄膜性能的影响

以硅片为基体,采用直流磁控溅射镀膜方法,制备了不同厚度的耐腐蚀的哈氏合金薄膜。采用SEM、XPS、显微硬度等方法,研究了室温条件下,不同溅射功率的哈氏合金薄膜的表面形貌、化学组成、膜厚以及硬度等性能,分析结果表明:低功率沉积的薄膜由纳米级均匀的球形颗粒构成,表面均匀平整,随着溅射功率的升高,晶粒尺度逐渐长大,表面应力随之增大;薄膜中大部分元素都以金属态存在;提高溅射功率,发现薄膜的硬度呈先升后降趋势。磁控溅射法制备的薄膜仍具有哈氏合金原有的特性。     

磁控溅射制备Al_2O_3薄膜及耐蚀性能研究

采用直流磁控溅射镀膜技术以高纯铝为靶材,氧气为反应气体,在304不锈钢基底上以不同溅射功率(60,90,120,150和180 W)沉积Al_2O_3薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜晶体结构和表面形貌进行分析表征,使用电化学工作站考察Al_2O_3薄膜的耐蚀性能。结果表明:所制备的Al_2O_3薄膜表面平整、均匀致密,并且在(217)面具有较好的择优取向;溅射功率对薄膜耐蚀性有较大影响,随溅射功率增加,耐蚀性先增强后减弱,在功率为150 W时所制备薄膜的耐蚀性能最优。     

磁控溅射工艺对沉积丙纶无纺布基底金属薄膜的影响北大核心CSCD

本文利用直流磁控溅射法在丙纶无纺布基底沉积铜、不锈钢及氧化铜薄膜,研究了本底真空度、工作气体流量、溅射功率、工作气压等溅射工艺参数对薄膜沉积速率、薄膜厚度和表面形貌的影响规律,测试了镀膜前后样品的抗紫外和抗红外性能。结果表明,一定范围内的本底真空度的变化对成膜性能影响很小;存在一个比较合适的氩气流量大小和工作气体压强范围,使得沉积速率最大;沉积速率与溅射功率成正相关关系。经测试,镀铜膜后的织物抗紫外性能明显提高。     

磁控溅射工艺对沉积丙纶无纺布基底金属薄膜的影响

本文利用直流磁控溅射法在丙纶无纺布基底沉积铜、不锈钢及氧化铜薄膜,研究了本底真空度、工作气体流量、溅射功率、工作气压等溅射工艺参数对薄膜沉积速率、薄膜厚度和表面形貌的影响规律,测试了镀膜前后样品的抗紫外和抗红外性能。结果表明,一定范围内的本底真空度的变化对成膜性能影响很小;存在一个比较合适的氩气流量大小和工作气体压强范围,使得沉积速率最大;沉积速率与溅射功率成正相关关系。经测试,镀铜膜后的织物抗紫外性能明显提高。     

反应溅射氧分压对In2O3薄膜光电转换性能的影响

用直流磁控溅射在不同溅射功率下制备不同厚度的In2O3薄膜。通过XRD分析薄膜结构,用紫外可见光谱分析薄膜的光吸收能力,并推导薄膜的光学带隙。结果表明,室温反应溅射条件下,直接溅射得到的薄膜都是非晶薄膜,且吸光度随制备氧分压的增大而减小,相同功率下,薄膜厚度随氧分压增大而减小,光吸收起始位置也随之蓝移。相同偏压下,薄膜的单色光转换效率(IPCE)随氧分压增大先减小后增大。在0.5 mol/L Na2SO4溶液中,0.26 Pa氧分压得到的样品IPCE为14.8%(λ=400 nm)。在1.0 V Ag/AgCl偏压下,0.26 Pa氧分压样品光电流为28μA/cm2。     

偏压对直流磁控溅射Fe-N薄膜结构及性能的影响

为了揭示偏压对溅射态Fe-N薄膜磁学行为的影响规律及机理,采用直流磁控溅射工艺在不同偏压下制备了Fe-N薄膜.利用掠入射X射线衍射、小角X射线散射技术和振动样品磁强计研究了薄膜的相结构、厚度、表面粗糙度以及磁性能.结果表明,增加偏压有利于薄膜中非晶的形成,且随着偏压的增大,薄膜的厚度增加,表面粗糙度降低.Fe-N薄膜的磁性能表明,随着偏压的增加,薄膜的饱和磁化强度和矫顽力均有不同程度的减小.偏压的增加导致Fe-N薄膜由晶态向非晶态转变,从而引起磁性能的改变.     

反应磁控溅射法制备厚度均匀分布超高导电性TiN电极薄膜

微电子器件的迅速发展对TiN电极薄膜电阻率、表面粗糙度以及厚度均匀性均提出了更高的要求。本文采用半导体工艺兼容的反应磁控溅射技术在单晶硅上制备TiN薄膜。通过XRR、GIXRD、四探针测试仪和AFM等表征手段系统研究了衬底偏压、工作气压和溅射电源对薄膜晶体结构和电阻率的影响规律。结果表明,当采用直流电源进行溅射镀膜时,在-200 V的衬底偏压和0.3 Pa的工作气压下,得到了沿(200)晶面择优生长、表面粗糙度为0.7 nm、电阻率为38.7 μΩ·cm 的TiN薄膜。在该工艺条件下,分别采用直流和射频电源在4英寸单晶硅衬底上制备TiN薄膜。最终采用射频电源可获得高导电性、原子级平滑且厚度均匀分布的薄膜。分析发现:在使用射频电源的放电溅射过程中,高频交变电场使放电空间的电子在电极之间震荡,产生比直流放电更有效的碰撞电离,因此射频磁控溅射比直流磁控溅射沉积的薄膜更致密。     

脉冲电压对HPPMS制备CrN薄膜的组织结构与力学性能的影响

采用复合高功率脉冲磁控溅射技术在单晶Si片、高速钢和玻璃上制备CrN薄膜。分别研究了脉冲电压在500,600,700,750 V时对薄膜的组织结构和力学性能的影响。结果表明,随着脉冲电压的增加,靶材离化率增加,靶电流以及溅射原子离子数量级能量均增大,使得沉积的薄膜组织结构更加致密,晶粒逐渐细化,表面更加光滑,硬度提高。高功率脉冲磁控溅射技术具备了磁控溅射技术制备的薄膜表面光滑优势,以及电弧离子镀高离化率特点,获得了结构性能优异的CrN薄膜。     

溅射功率对铒薄膜微观结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备出铒(Er)薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了溅射功率对Er薄膜微观结构的影响。结果表明:在溅射功率20W～60W的范围内,Er薄膜均为hcp结构,且呈现明显的(110)晶面择优取向的微观织构。Er薄膜生长呈现柱状晶模式,随着溅射功率的增加,柱状晶组织相应长大,薄膜结构更加致密,表面更为平整,其平均晶粒尺寸7.7nm～9.6nm,表面粗糙度最低2.1nm。磁控溅射方法制备的Er薄膜与电子束蒸发等方法制备的Er薄膜相比具有不同的微观结构特征。     

钨酸盐对无铬锌铝涂层性能的影响

为实现锌铝涂层的无铬化,利用具有缓蚀作用的钨酸盐替代部分钼酸盐在Q235A碳钢板上制备无铬锌铝涂层。通过超景深三维体式显微镜、划格法、铅笔硬度法、中性盐雾试验及电化学工作站研究了钨酸盐用量对自制无铬锌铝涂层的形貌、硬度、附着力及耐蚀性的影响。结果表明:当钨酸盐含量过低时,由于钝化膜不完整,形成"活化-钝化"电池使涂层的腐蚀速率加快,耐蚀性下降;当钨酸盐含量超过2.0%时,涂层硬度降低;当钨酸盐含量为2.0%时,涂层的综合性能最佳。     

双稀土处理液对H62黄铜成膜耐蚀性能的影响

为了提高H62黄铜合金的表面性能,通过正交试验获得了最佳锅、钵双稀土处理液配方。利用硝酸点滴、中性盐雾试验评价了H62黄铜合金钝化膜的耐蚀性能,通过电子探针(EPMA)观测了其表面形态结构及元素分布,利用电化学方法表征了 H62黄铜表面钝化膜在3.5%NaCl溶液中的缓蚀行为,采用XRD对H62黄铜表面钝化膜的成分进行了检测。结果表明:H62黄铜合金由镉、钵双稀土处理液钝化成膜的主要成分为Cu2O,CeO2,La(OH)3,Ce(OH)4;致密的钝化膜耐硝酸点滴时间达到21.98s,在3.5%NaCl溶液自腐蚀电位增加,腐蚀电流降低,腐蚀速度明显降低,耐蚀性能增加,耐中性盐雾性能明显优于鋪单一稀土处理液。     

钕铁硼在AICl3-EMIC离子液体中电沉积铝层的耐腐蚀性能

在钕铁硼（NdFeB）表面电沉积铝可提高其耐蚀性,而铝的电沉积只能在无水体系中进行。在摩尔比为2：1的A1C13-EMIC（氯化1．甲基一3-乙基咪唑）离子液体中对NdFeB表面电沉积铝,利用扫描电镜（SEM）、能谱、刻划剥离及热震试验对铝镀层的表面形貌、成分及其与基体的结合情况进行了分析,采用中性盐雾试验、极化曲线和...     

溅射工艺参数对氧化铌涂层微观结构与耐蚀性的影响

为揭示溅射工艺参数对氧化铌涂层耐蚀性的影响规律,采用直流反应溅射技术在AZ31镁合金表面制备了不同工艺参数的氧化铌涂层,并通过扫描电镜和电化学工作站对涂层进行微观结构及耐蚀性测试。结果表明：氧气流量对涂层微观结构的影响不显著,但涂层的耐蚀性随氧气流量的增加而降低;当溅射功率由60 W增大到100 W时,涂层表面的致密性变差,甚至出现裂纹,耐蚀性则先增强后减弱;随着沉积时间由180 min增加到420 min,涂层的厚度增加、致密性下降,对基底的腐蚀保护效果先增强后减弱。     

化学镀镍磷层氯酸盐钝化膜的耐蚀性能及耐蚀机理

铬酸盐钝化可以提高薄的化学镀镍层的耐蚀性,防止镀层在空气中变色。为消除铬对环境的影响,开发了无铬钝化工艺。常温下,将化学镀镍磷试样浸入无铬钝化液中浸泡3 min,在镀层表面制备了无色钝化膜。通过孔隙率测试、盐雾试验、极化曲线、扫描电镜及XPS能谱分析,对钝化膜的耐蚀性和成膜机理进行了研究。结果表明:镀层经钝化后耐变色性能获得极大提高,孔隙率由45个/dm2降低到3个/dm2;自腐蚀电位从-407 m V正移至-303 m V;自腐蚀电流密度降低了1个数量级以上;中性盐雾试验暴露100 h后保护评级由5级提高至10级。由此可见:钝化膜显著降低了化学镍磷镀层的孔隙率,并大大提高了化学镀镍层的耐蚀性。最后通过XPS发现,钝化膜主要物相组成为Ni O和Ni(OH)2。     

Preparation of coatings with high adhesion strength and high corrosion resistance on sintered Nd–Fe–B magnets through electroless plating

Electroless Ni–P-based coatings have been deposited on sintered Nd–Fe–B magnets through applying ultrasonic irradiation and adjusting the [Cu²⁺]/[Ni²⁺] ratio in the solution. The effects of the ultrasonic power on the adhesion to the magnet substrate and the [Cu²⁺]/[Ni²⁺] ratio on the corrosion resistance of the coatings were investigated. It was found that the adhesion of the coating to the substrate could be greatly improved through applying ultrasonic irradiation. Maximum adhesion strength reached 56 MPa at 150 W. The results also showed that the addition of Cu²⁺ could improve the corrosion resistance of Ni–P-based coatings. When the [Cu²⁺]/[Ni²⁺] ratio was 0.02, the coating could be as long as 512 h free of corrosion in the neutral salt spray. The compact amorphous structure was responsible for the improved corrosion resistance of the coating.     

电沉积锌镍掺杂硅烷复合膜的耐蚀性能

单纯的锌镍镀层和KH-560硅烷膜的耐蚀性均为不佳。以KH-560作硅烷偶联剂、锌镍作掺杂颗粒,在碳钢表面沉积含有锌镍颗粒的KH-560复合膜。通过Tafel极化曲线、电化学阻抗谱及中性盐雾腐蚀表征了该复合膜的耐腐蚀性能,并将其与磷化膜、锌镍镀层及KH-560膜进行了比较;通过红外光谱和EDS能谱分析了复合膜的化学成分,通过SEM表征了其微观结构。结果显示:掺杂有锌镍颗粒的KH-560复合膜比其他膜都具有致密的结构和优异的耐腐蚀性能。     

三价铬厚铬镀层的制备及性能表征

为了开发替代六价铬电镀的三价铬电镀工艺,采用氯化物三价铬镀液体系,在30CrMnSi高强度钢上制备了厚度100μm以上的厚铬镀层,其沉积速率为1.2 μm/min;通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、中性盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗对镀层的微观形貌、化学组成和耐蚀性进行了表征和分析。结果表明:三价铬镀铬层由金属铬、氢氧化铬和氧化铬组成;镀层表面为瘤状小球结构,结晶致密、有小孔及微裂纹;镀层与基体结合力良好;铬镀层表现出典型的钝化行为,抗盐雾处理后的铬镀层经过232h中性盐雾试验无锈蚀。     

High Corrosion-Resistance Double-Layer Ni-P Coating on Steels

Double-layer Ni-P alloy coating with a thickness about 20 μm and different Ni-P layers was prepared by electroless deposition and its corrosion resistance was studied. The microstructure and corrosion-resistance of the coatings were analyzed by SEM, XRD, electrochemical polarization measurements and salt spray tests. The salt spray tests showed that the double-layer coating exhibits better corrosion resistance. The time of the emergence of the first red rust spot on the coating surface can reach 384 hours, and the gray rusts were firstly emergered during the salt spray tests. The electrochemical analysis revealed that the difference in the corrosion potential between the double layers plays a very important role in protecting the substrate from rusting.     

Effects of sputtering power on mechanical properties of Cr films deposited by magnetron sputtering

Abstract

Chromium (Cr) films were deposited on plain carbon steel sheets by dc and rf magnetron sputtering as well as by electroplating. Effects of dc or rf sputtering power on the deposition rate and properties such as, hardness, adhesion strength, surface roughness and corrosion resistance of the Cr films were investigated. X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microcopy (SEM) analyses were performed to investigate the crystal structure, surface roughness, thickness of the Cr films. Salt fog tests were used to evaluate the corrosion resistance of the samples. The deposition rate, hardness and surface roughness of the Cr film deposited by either dc or rf sputtering increase with the increase in sputtering power but the adhesion strength is nearly independent of the sputtering power. The deposition rate, hardness and adhesion strength of the Cr film deposited by dc sputtering are higher than those of the Cr film deposited by rf sputtering, but rf sputtering offers smoother surface and higher corrosion resistance. The sputter deposited Cr film is harder and has a smoother surface than the electroplated one. The sputter deposited Cr film also has higher corrosion resistance than the electroplated one, which may be attributed to the smoother surface of the sputter deposited film.