磁控溅射制备纳米Ni-Ti薄膜工艺研究

为了得到高质量的纳米薄膜，对直流磁控溅射法制备Ni-Ti薄膜工艺进行了研究。采用单晶硅和玻璃两种基体材料，并在不同的基体温度、晶化温度、溅射功率等条件下制备薄膜。之后对薄膜进行了XRD，SEM分析。分析结果表明：薄膜成分、厚度、表面形貌、致密度与溅射功率、基体温度、晶化温度、基体材料密切相关。并根据实验结果给出优化的纳米Ni-Ti薄膜制备工艺。     

磁控溅射制备纳米Ni-Ti薄膜工艺研究

为了得到高质量的纳米薄膜,对直流磁控溅射法制备Ni-Ti薄膜工艺进行了研究.采用单晶硅和玻璃两种基体材料,并在不同的基体温度、晶化温度、溅射功率等条件下制备薄膜.之后对薄膜进行了XRD,SEM分析.分析结果表明:薄膜成分、厚度、表面形貌、致密度与溅射功率、基体温度、晶化温度、基体材料密切相关.并根据实验结果给出优化的纳米Ni-Ti薄膜制备工艺.     

CrSiN纳米复合薄膜的摩擦学性能

采用中频非平衡反应磁控溅射技术在单晶硅P(111)基材上制备了CrSiN纳米复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、Kevex能谱仪(EDX)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕仪对薄膜的相结构、化学成分组成和力学性能进行了测试分析。利用球-盘式摩擦磨损试验机(UMT-2)考察了薄膜和GCr15钢球对磨的摩擦学性能并采用扫描电镜(SEM)观察磨痕形貌。结果表明:CrN薄膜中Si元素的掺杂改变了薄膜晶体结构,所制备的CrSiN复合薄膜为多相复合结构,即nc-CrN/aSi3N4所组成的纳米晶/非晶复合结构。CrSiN纳米复合薄膜的力学性能均优于CrN薄膜,其硬度均高于CrN薄膜的硬度,其中Si原子数分数为12.6%时薄膜的硬度达到最大,对应纳米晶/非晶复合强化。CrSiN纳米复合薄膜的摩擦因数低于CrN薄膜,具有很好的抗磨损性能,并具有一定的润滑作用。     

SiC薄膜对纳米结构Ti拉伸和摩擦性能的影响

考察了SiC薄膜对块体纳米结构钛力学和摩擦性能的影响。实验采用磁控溅射技术制备SiC薄膜（样品台不加温），使用划痕仪测量界面结合力，采用拉伸试验机测量拉伸性能，采用摩擦试验机测量摩擦性能（对摩件为Si3N4，干摩擦），采用SEM-EDAX观察分析微观组织。研究了薄膜（或涂层）对块体纳米材料力学性能的影响，并且获得了一种兼具高强度、良好塑性和良好摩擦学性能的纯钛金属材料。研究结果表明，SiC薄膜不仅不会降低纳米结构Ti的拉伸性能，而且能显著降低摩擦系数（从0．7到0.3），大大提升抗磨性能。     

SiC薄膜对纳米结构Ti拉伸和摩擦性能的影响

考察了SiC薄膜对块体纳米结构钛力学和摩擦性能的影响.实验采用磁控溅射技术制备SiC薄膜(样品台不加温),使用划痕仪测量界面结合力,采用拉伸试验机测量拉伸性能,采用摩擦试验机测量摩擦性能(对摩件为Si3N4,干摩擦),采用SEM-EDAX观察分析微观组织.研究了薄膜(或涂层)对块体纳米材料力学性能的影响,并且获得了一种兼具高强度、良好塑性和良好摩擦学性能的纯钛金属材料.研究结果表明,SiC薄膜不仅不会降低纳米结构Ti的拉伸性能,而且能显著降低摩擦系数(从0.7到0.3),大大提升抗磨性能.     

磁控溅射MoSiCN硬质薄膜的制备与性能

MoSiCN纳米复合薄膜于100 V负偏压下使用反应磁控溅射法被沉积在硅和不锈钢基体上,其结构和力学性能使用XRD、XPS、TGA、纳米压痕仪、摩擦试验机等测试与表征.测试结果表明薄膜硬度为30 GPa;薄膜由MoCN纳米晶粒镶嵌在非晶SiCN基体中,Si含量与纳米复合薄膜的结构密切相关;摩擦因数比MoCN薄膜有很大降低,分析认为纳米C颗粒进入MoSiN晶界中所起的润滑作用使然;薄膜抗氧化温度为1 100 ℃左右,盐雾试验显示薄膜抗腐蚀时间超过150 h,经思考认为是薄膜组成中金属Mo的含量减少,大量SiCN陶瓷组分提高了薄膜的抗氧化和抗腐蚀性能.     

不同工艺对TaN薄膜组织与性能的影响

用磁控溅射法在硅基材料上制备TaN薄膜,用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)研究不同工艺下磁控溅射TaN薄膜的表面形貌和组织,用纳米压痕仪和CHI电化学分析仪测试薄膜的力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,基底加热和退火处理均导致TaN薄膜组织发生六方结构TaN(110)向面心立方结构TaN(111)和TaN(331)的转变。另外,基底加热和退火处理工艺均改善了TaN薄膜的显微硬度和膜基结合力等力学性能,其断裂韧性和耐腐蚀性能有所降低。     

AlOOH纳米胶体制备及其在有机-无机纳米复合薄膜中的应用

采用胶体化学方法制备了不同形貌的纳米AlOOH胶体,并将其作为功能组分用于制备有机-无机纳米复合薄膜.采用的有机体系为有机硅烷单体,基底材料为有机玻璃(PMMA).研究发现纳米AlOOH粒子在薄膜体系中分散均匀,使薄膜具有透明、硬质等特点,赋予了PMMA表面优良的耐擦伤和耐磨损性能,而且可以利用纳米粒子形貌特征调控薄膜的性能.     

高功率脉冲磁控溅射制备非晶碳薄膜研究进展

非晶碳薄膜主要由sp3碳原子和sp2碳原子相互混杂的三维网络构成,具有高硬度、低摩擦系数、耐磨损、耐腐蚀以及化学稳定性等优异性能。然而传统制备方法难以实现薄膜结构及其性能的综合调控,高功率脉冲磁控溅射因其离子沉积特性受到领域内专家学者的关注。总结了近年来关于高功率脉冲磁控溅射制备非晶碳薄膜材料的研究进展。重点介绍了高功率脉冲磁控溅射石墨靶的放电特性,指出了其在沉积非晶碳薄膜过程中获得高碳原子离化率的条件。针对离化率和沉积速率低,主要从提高碳原子离化率和碳离子传输效率等角度,介绍了几种改进的高功率脉冲磁控溅射方法。并对比了不同高功率脉冲磁控溅射方法中的碳原子离化特征、薄膜沉积速率、结构和力学性能。进一步地,探讨了高功率脉冲磁控溅射在制备含氢非晶碳薄膜和金属掺杂非晶碳薄膜中的优势及其在燃料电池、生物、传感等前沿领域的应用。最后,对高功率脉冲磁控溅射石墨靶的离子沉积特性、非晶碳薄膜制备及其应用研究趋势进行了展望。     

室温下反应磁控溅射沉积氧化钛薄膜光学性能和力学性能研究

目的通过对比不同溅射功率和氧气分压下氧化钛薄膜性能的变化规律,分析其力学性能和光学性能的关系。方法在室温条件下,采用直流反应磁控溅射技术在K9玻璃基底上沉积TiO_2薄膜,通过紫外可见红外分光光度计和椭偏仪对薄膜的光学特性进行分析,通过微纳米压痕技术对薄膜的力学性能进行表征。结果在给定工艺参数范围内,薄膜的光学折射率与纳米硬度和弹性模量正相关,随着溅射靶功率的增大,所制备薄膜的折射率、纳米硬度和弹性模量随之增大,而薄膜的光学带隙则随着溅射功率的增大而下降。同时,O_2流量对薄膜的光学性能和力学性能的影响更明显,在较低O_2流量条件下(Q(Ar)/Q(O_2)=10/1),所制备薄膜的折射率减小而光学带隙变大,随着O_2流量进一步减少(Q(Ar)/Q(O2)=20/1),薄膜的折射率增大而光学带隙减小,但薄膜的纳米硬度和弹性模量随O_2流量的减少而下降。结论磁控溅射沉积TiO_2薄膜的折射率与其光学带隙反向相关,而仅在适量氧气条件下所制备的薄膜的力学性能与光学特性有相关性。