H13钢离子渗氮(PN)与类金刚石(DLC)复合处理的摩擦磨损性能研究

采用阳极层流离子源与非平衡磁控溅射结合的沉积方法在H13钢基体表面沉积出类金刚石膜(DLC),并对H13钢经不同表面预处理对后沉积的DLC膜的摩擦学性能进行了对比研究.结果表明:DLC膜结构致密,且DLC膜与梯度过渡层及基体三者之间结合牢固;H13钢经离子氮化后,梯度过渡层与氮化层间结合紧密,提高了膜与基体的承载能力;在保持相同摩擦速率的条件下,摩擦系数随着载荷的增加先增大后减小;H13钢离子渗氮处理后沉积的DLC膜其摩擦系数远小于未采用离子渗氮处理沉积的DLC薄膜.     

基体预处理对氧化铍基金刚石膜性能的影响

通过改变氧化铍基体的预处理方法,研究了热丝化学气相沉积系统中金刚石薄膜与氧化铍基体的结合情况,及其对导热性能的影响.分别利用金相显微镜和扫描电镜观察薄膜的剥落程度和其表面形貌,利用激光热物性测试仪测量基体和金刚石膜/氧化铍复合体的热扩散系数,并计算其热导率.实验结果表明:水磨砂纸研磨和氢氟酸处理均能有效提高金刚石薄膜与基体的结合情况;氢氟酸处理时间10min时可得到致密连续、表面均匀的金刚石薄膜,此时复合体的热导率较原来的氧化铍基体可提高31.4%.     

等离子体刻蚀处理对金刚石膜粘附性能的影响

采用直流等离子体射流ＣＶＤ法在ＹＧ８质合金基体上成功地合成了多晶金刚薄膜。通常基体表面经金刚石磨盘研磨、稀硝酸化学侵蚀脱钴预处理后，沉积的金刚石薄膜的的粘附性能仍不理想。本文首次采用原位的Ａｒ－Ｈ２等离子体射流对基体表面进行适当的轰击、刻蚀处理，显著粗化了基体表面，并使基体表面显微组织和化学成分发生重大变化，并且在合适的沉积工艺条件下，沉积的金刚石膜的粘附性能显著提高。借助ＸＲＤ、ＳＥＥＭ、ＴＥＭ     

金刚石薄膜/氧化铝陶瓷复合材料的应用研究

氧化铝陶瓷基片的广泛应用以及金刚石薄膜自身优异的物理化学性能,使得氧化铝基金刚石薄膜复合材料成为研究热点.阐述了这种复合材料不同的制备方法,综述了氧化铝基金刚石薄膜复合材料的性能,介绍了超纳米金刚石薄膜在氧化铝陶瓷基片上的应用研究,指出通过适当的基体表面预处理以及合适的工艺条件可以制备出不同用途的氧化铝基金刚石薄膜复合材料.     

WC-Co硬质合金表面不同去钴预处理方法的比较研究

用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)制备金刚石薄膜涂层之前,采用盐酸、硝酸化学腐蚀和氢-氧等离子体对WC-Co硬质合金(YG6)基体表面进行去钴预处理。扫描电子显微镜形貌观察和X射线衍射谱分析都表明,与化学腐蚀方法相比,氢-氧等离子体处理具有独特的表面去钴效果,沉积金刚石薄膜的喇曼谱分析更证实其对涂层质量的改善,且对MWPCVD过程而言有其技术上的一些优越性。     

WC—Co硬质合金表面不同去钴预处理方法的比较研究

用微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）制备金刚石薄膜涂层之前，采用盐酸、硝酸化学腐蚀和氢-氧等离子体对WC-Co硬质合金（YG6）基体表面进行去钴预处理。扫描电子显微镜形貌观察和X射线衍射谱分析都表明，与化学腐蚀方法相比，氢-氧等离子体处理具有独特的表面钴效果，沉积金刚石薄膜的喇曼谱分析更证实其对涂层质量的改善，且对MWPCVD过程而言有其技术上的一些优越性。     

铜基体上CVD金刚石厚膜的制备

用MWCVD方法在无预处理铜基体上获得了金刚石薄膜和厚膜，所得金刚石膜从基体上自动脱落，但形貌分析和Ramman分析表明，所得金刚石膜具有较好的质量，因此铜是制备金刚石厚膜的理想基体材料。     

用热丝法在硬质合金基体上沉积金刚石膜的研究

用XRD，SEM和Raman光谱仪，洛氏硬度计等分析检测手段。研究了经表面两步法侵蚀后，YG15硬质合金基体上用热丝法沉积出的金刚石薄膜的晶体结构，显微组织，化学纯度及粘结性能等，结果表明，硬质合金基体表面一定深度范围内钴含量的变化。对金刚石薄膜的晶体结构取向，组织形态，化学纯度及粘结性能等有很大影响。（1）在基体表面深度约为5μm范围内，当钴含量为0.81%时，金刚厂长汪膜具有明显的{111}面取向，其金刚石纯度较高；而当钴含量为1.05%时，具有{110}和{111}面的混合取向，其金刚石纯度较低，且其薄膜具有较高的内应力。（2）当CVD沉积温度为800℃时，金刚石薄膜的晶粒度约为1-3μm。（3）与多边形金刚石薄膜相比，菱形金刚石薄膜与硬质合金基体具有较高的粘结性能。     

Cu电极保护膜层氧化铝的原子层沉积工艺研究

介绍了硅功率器件Cu电极保护钝化膜层氧化铝的制备方法。采用热法ALD工艺和等离子增强ALD工艺在铜上沉积氧化铝薄膜,研究了不同ALD工艺、氧化剂种类、沉积温度和载气对氧化铝膜层质量及铜抗氧化保护效果的影响。结果表明：氧化剂对原子层沉积氧化铝薄膜的质量和铜电极的保护性能起着决定性作用;以臭氧(O₃)作为氧化剂,氧化铝薄膜极易脱落,与铜表面的结合力很差;以氧等离子体(O-)作为氧化剂,铜表面被氧化形成了氧化铜(CuO_x)层;而以水蒸气(H₂O)作为氧化剂,在低温100℃下,得到的Al₂O₃薄膜致密,无明显缺陷,且与铜金属层的结合力较优,对铜抗氧化保护效果良好;当沉积温度高于200℃时,原子层沉积氧化铝薄膜的缺陷明显增多;等离子增强ALD工艺中,当载气为Ar时,所得氧化铝膜厚度不均匀,铜电极发生强烈氧化。     

火焰法高钴YG系硬质合金表面沉积复合碳材料

用C_2H_2与O2火焰在高钴YG系硬质合金基体上沉积复合的碳材料,并分别对酸蚀脱钴预处理的YG8,YG16硬质合金基体表面进行火焰法沉积研究;用扫描电镜SEM、XRD射线衍射谱、Raman光谱、原子力显微镜等手段分析了复合碳涂层的组织结构、涂层的质量以及涂层横截面.结果表明:不同时间脱钴处理后的YG8硬质合金表面经火焰沉积后,在表面分别形成了典型的"菜花状"球形金刚石、碳纳米管以及金刚石、石墨和非晶碳复合而成的碳涂层;经20 min脱钴处理的YG16硬质合金表面沉积的碳涂层则以碳纳米管为主.     

PECVD法制备类金刚石薄膜的结构和摩擦学性能研究

采用射频一直流等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅衬底上沉积了类金刚石薄膜。用激光拉曼光谱仪和原子力显微镜对薄膜的结构和表面形貌进行了表征，并用纳米压痕仪测定了薄膜的硬度。用UMT微摩擦磨损试验机考察了薄膜在不同的滑行速度下薄膜的摩擦学性能。结果表明：所沉积的薄膜具有典型类金刚石薄膜的结构特征，薄膜表面光滑致密，硬度较高；薄膜与氧化铝陶瓷球对磨显示出良好的摩擦学性能，随着滑行速度的增加，薄膜的摩擦系数单调降低，但磨损寿命先增加后降低。     

Al/Al2O3多层膜的研究

用真空蒸镀及自然氧化方法在玻璃基底上制备纳米量级的4、5、6、7对层的Al／Al2O3多层膜。采用称重法测定薄膜的厚度；在常温和低温下使用三点法测定多层膜的电特性；用扫描电镜（sEM）观察薄膜的表面和截面的形貌及成分。结果表明：制备的是纳米量级非晶态的Al／Al2O3多层膜，在常温和低温（77K）下均具有类似负阻的特性。     

Al2O3陶瓷上沉积金刚石薄膜的研究

以酒精为碳源，用热丝ＣＶＤ法对不同表面状态的Ａｌ２Ｏ３衬底进行了金刚石薄膜沉积的比较，用扫描电镜，喇曼光谱和Ｘ射线衍射等方法检测了沉积出的金刚石膜的质量，并讨论了它们对成核和生长的影响。     

硅衬底Al2O3∶Tb3+薄膜的制备及其发光性能

采用溶胶凝胶法在硅衬底上制备了Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜; 并采用DTA-TG、XRD、SEM、AFM及光致发光光谱对其进行了一系列表征; 分析了Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜的发光机理, 探讨了热处理温度和Tb³⁺掺杂浓度对发光性能的影响规律. 研究结果表明, 采用溶胶凝胶法制备工艺, 制备了高发光强度的Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜, 薄膜的最佳激发波长为240nm, Tb³⁺的最佳掺杂浓度为5mol%(Tb₂O₃/Al₂O₃=5mol%), 在240nm光激发下, 最强的发射峰出现在544nm附近; 并且制备的Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜表面致密、平整且无裂纹产生, 表面粗糙度约为1.3nm, 有利于硅基光电子器件的制备和应用.     

脉冲激光沉积法在蓝宝石衬底上制备a轴取向YSZ薄膜

采用脉冲激光沉积方法,通过金红石相TiO2(200)纳米诱导层在蓝宝石衬底上生长了(200)取向的萤石相钇稳定氧化锆(YSZ)薄膜。通过反射式高能电子衍射对薄膜生长过程进行原位监测;用XRD分析进行后位的薄膜结构表征;使用原子力显微镜来观测薄膜的形貌及晶粒大小。结果表明,我们成功地在蓝宝石衬底上外延了具有三重旋转织构的a轴取向萤石相YSZ薄膜,其外延关系为YSZ(200)∥TiO2(200)∥Al2O3(0001);YSZ[010]∥TiO2[001]∥Al2O3[11-20]。     

电泳沉积PNN-PZT陶瓷厚膜及其电学性能研究

利用电泳沉积法分别在Al₂O₃/Pt和Pt金属基底上制备了厚度为10~40μm的0.3Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-0.7Pb(Zr,Ti)O₃(PNN-PZT)厚膜, 研究了pH值、Zeta电位与PNN-PZT悬浮液稳定性的关系, 探索了沉积电压、沉积时间与电泳沉积量的关系. 结果表明, 当添加少量分散剂聚乙二醇时, pH值在3.5~5.5较宽的范围内, 悬浮液具有较高的Zeta电位, 容易制得稳定的悬浮液. 沉积电压为21V, 沉积时间为5min时, 在Pt金属基底上电泳沉积得到的PNN-PZT厚膜, 经过1200℃烧结30min后, SEM显微结构分析表明, 厚膜致密, 晶粒得到充分生长. 电学性能测试显示此厚膜具有良好的铁电介电性能, 其剩余极化强度Pr可达20.8μC/cm², 介电损耗tanδ为3.2%.     

水解沉积--阳极氧化法形成Al-Ti复合氧化膜

通过含钛无机盐的水解沉积及高温热处理,铝电极箔表面形成高介电常数氧化物———TiO2 膜层,然后在己二酸铵溶液中恒电流阳极氧化,形成 Al Ti复合氧化膜。AFM观测了含钛无机盐水解沉积过程中,铝电极箔表面形貌的变化。在铬酸和磷酸的混合溶液中测试了氧化膜的耐电压随溶解时间的变化。通过SIMS检测了复合氧化膜中 Al3 、Ti4 的强度随溅射时间的变化。膜溶解试验及 SIMS 检测结果表明Al Ti复合氧化膜由 3 层组成,外层和中间层为 Al、Ti、O不同配比的混合物,内层则为纯的 Al2O3。铝电极箔比容随氧化膜耐电压的变化关系曲线表明,60V耐电压下,Al Ti复合氧化膜的比容提高率为51%。     

纳米SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜的制备及表征

用溶胶-凝胶法制得二氧化硅(SiO2)及三氧化二铝(Al2O3)溶胶,将其掺入到聚酰胺酸基体中,得到SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜,并对其结构性能进行了研究.结果表明,薄膜材料中SiO2和Al2O3粒子分散均匀,与有机相存在键合;材料热分解温度有所提高.     

溶胶-凝胶法制备无机纳米/聚酰亚胺杂化膜及其表征

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2及A12O3溶胶,并将其掺入到聚酰胺酸基体中,得到无机纳米SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化膜,并对其结构性能进行了研究.实验表明,薄膜材料中无机纳米SiO2和Al2O3粒子分散均匀,与有机相存在键合;材料热分解温度有所提高.     

超声波辅助扩孔对氧化铝模板结构的影响

在0.3mol/dm3的草酸溶液中,采用二次阳极氧化法制备多孔氧化铝模板,研究了阳极氧化后的扩孔处理对多孔膜形貌和结构的影响.SEM和FE-SEM结果表明,经20min超声波扩孔处理后,多孔氧化铝模板纳米孔的结构更加趋于规则,表观孔径从30nm增大到70nm,其扩孔效果较常规扩孔方法更为明显.超声波扩孔时间增加到40min后,多孔膜孔径扩大至100nm,但某些区域的纳米孔壁已被部分溶解.在一定的电压范围内,随着电压增加,经超声波扩孔后的多孔氧化铝膜孔径增大,有序度有较大提高.