掺杂Ti的纳米CrSi_2薄膜的制备

利用多靶磁控溅射设备交替沉积Cr、Ti和Si层,并通过随后的真空退火处理,制备了掺杂Ti的CrSi2薄膜。交替沉积薄膜500℃退火2h,薄膜中除含有(Cr,Ti)Si2相外,还有部分残留的沉积Si相和少量反应生成的CrSi相;退火时间增加,沉积Si相和CrSi相减少而(Cr,Ti)Si2相增多;500℃退火6h及以上时,薄膜中仅有(Cr,Ti)Si2相。测量薄膜X射线衍射峰半高宽,利用谢乐公式估算薄膜平均晶粒尺寸表明,退火时间从2h增加到8h,薄膜中(Cr,Ti)Si2相晶粒尺寸由68nm近似线性增加到81nm。退火获得的(Cr,Ti)Si2薄膜具有纳米结构和(111)面单一取向。随着掺杂Ti原子分数的增加,薄膜X射线衍射谱中(Cr,Ti)Si2(111)晶面衍射角逐渐向低角度方向移动,这反映(Cr,Ti)Si2相的晶格常数a和c逐渐增大。晶格常数的变化与掺杂Ti的原子分数近似呈线性关系,这是结构中半径较大的Ti原子替换半径较小的Cr原子所造成的。计算分析显示,单晶Si(100)上(Cr,Ti)Si2(111)晶面外延生长是它们的界面晶格畸变能较低的结果;Ti原子分数增加,(Cr,Ti)Si2薄膜的(111)晶面择优取向程度下降。     

掺Ag的β-Cu2Se薄膜的溅射沉积及热电性能

目的 研究Ag掺杂对Cu2Se薄膜物相组成以及热电性能的影响.方法 使用粉末烧结的Cu2Se合金靶和高真空磁控溅射设备制备掺Ag的Cu2Se热电薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)研究沉积薄膜的物相组成、表面和截面形貌、元素的含量和分布.通过Seebeck系数/电阻分析系统LSR-3测量薄膜的电阻率及Seebeck系数,从而研究不同掺Ag量的Cu2Se薄膜的热电性能.结果 使用磁控溅射技术,利用α-Cu2Se合金靶,可制备出以β-Cu2Se相为主,含极少量α-Cu2Se相的Cu-Se薄膜.薄膜中掺杂的Ag不进入β-Cu2Se相的点阵中,而是在薄膜中形成纳米尺寸的CuAgSe第二相.沉积薄膜的β-Cu2Se相点阵中富含Cu,在Ag含量由0增加到2.97％(原子数分数)的变化过程中,其 β-Cu2Se相点阵中[Cu]/[Se]比率大于理想比率2.0,由3.59变化到4.96.β-Cu2Se相点阵中富含Cu,使得沉积的β-Cu2Se薄膜的电阻率低于文献中块体材料.随Ag含量的增加,β-Cu2Se薄膜的电阻率先降低、后升高;对于Seebeck系数,电阻率大的薄膜,其Seebeck系数也大.Ag原子数分数为1.37％的样品,因掺杂后Seebeck系数显著提高,其功率因子最大.结论 使用磁控溅射技术制备的富Cu的β-Cu2Se薄膜,具有低电阻率的优点.掺杂适量的Ag,能够显著提高薄膜的Seebeck系数,从而获得较高的功率因子.     

Cu丝上沉积Ti/TiN多层膜的研究

铜丝可用于尿毒症患者腹膜透析置管术中的替代导丝。为了减少或消除铜离子对生物组织的损害,增加铜丝表面的生物相容性,同时又保持铜丝较好的塑性变形能力,本文采用电弧离子镀工艺在铜丝上沉积Ti/TiN多层膜。研究结果显示,镀膜铜丝表面光亮呈金黄色。沉积膜有明显的周期性层状特征,TiN相和金属Ti相周期性交替分布。其中,TiN相具有(111)晶面择优取向。沉积膜与铜丝结合良好,弯曲时镀膜铜丝没有出现微裂纹和膜脱落现象。室温消毒液浸泡和高温蒸汽消毒处理后,镀膜铜丝表面没有变化。腹膜透析置管术中使用镀膜铜丝,患者腹膜炎发生率明显降低,镀制Ti/TiN多层膜的铜丝适合应用于腹膜透析手术。     

单晶镍基高温合金蠕变曲线的预测

根据单晶镍基高温合金蠕变过程的微观机制，提出采用θ蠕变曲线方程对其进行蠕变曲线的预测.首先，应用该方法对1 100 ℃、150 MPa下的实测蠕变曲线进行拟合；然后，依据不同条件下的拟合结果求出方程中5个基本参数的数学表达式，再通过θ蠕变曲线方程对合金在1 100 ℃、120 MPa条件下的蠕变曲线进行预测.结果显示，该方程很好地再现了单晶镍基高温合金蠕变曲线的前两个阶段，其精度是以往预测方法所不能达到的.表明，用本方法预测单晶镍基高温合金的蠕变寿命具有实际意义，文中给出的θ蠕变曲线方程是可以信赖的.     

溅射沉积Mg2(Sn,Si)薄膜组织结构与导电性能

采用Mg-Sn-Si-Bi合金和高纯Mg双靶,通过转动基材并调节Mg靶溅射时间,在单晶Si(111)衬底上顺序沉积并获得了Mg含量变化的Mg-Sn-Si-Bi薄膜。结果表明,保持合金靶溅射时间不变,薄膜中Mg的含量随Mg靶溅射时间的延长明显增大,同时薄膜中Sn、Si的含量呈减小趋势。薄膜中Mg含量的变化导致其相结构和导电性能发生改变。当Mg含量(原子分数)由71.437%变化到64.497%,薄膜具有单一的立方Mg2(Sn, Si)固溶体相结构;当Mg含量减小到59.813%及以下时,薄膜中Mg2(Sn, Si)固溶体相消失而出现立方Mg2Sn和立方Mg2Si两相;随Mg含量进一步减小到54.006%,薄膜中除Mg2Sn相外还出现了金属Sn相,并且该金属相含量随Mg含量的减少而增大,相应的立方Mg2Sn相含量减少,但Mg2Si相含量几乎没有变化。单一固溶体立方相结构的薄膜具有较大的载流子浓度和迁移率,因此电导率较大。然而,薄膜中金属Sn相的出现导致载流子迁移率显著下降,薄膜导电率也明显降低。     

溅射沉积掺Ag的SnSe薄膜的微结构和热电性能

使用粉末烧结SnSe合金靶高真空磁控溅射制备掺杂Ag的SnSe热电薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段分析薄膜的相组成、表面形貌、截面形貌、微区元素含量和元素分布,利用塞贝克系数/电阻分析系统LSR-3测量沉积薄膜的电阻率和Seebeck系数,研究了不同Ag含量SnSe薄膜的热电性能。结果表明,采用溅射技术可制备出正交晶系Pnma结构的SnSe相薄膜,掺杂的Ag在薄膜中生成了纳米Ag₃Sn。与未掺杂Ag相比,掺杂Ag的SnSe薄膜其电阻率和Seebeck系数(绝对值,下同)明显减小。并且在一定掺杂范围内,掺杂Ag越多的薄膜电阻率和Seebeck系数越小。未掺杂Ag的SnSe薄膜样品,其Seebeck系数较大但是电阻率也大,因此功率因子较小。Ag掺杂量(原子分数)为7.97%的样品,因其Seebeck系数绝对值较大而电阻率适当,280℃时的功率因子最大(约为0.93 mW·m^-1·K^-2),比未掺杂Ag的样品(PF=0.61 mW·m^-1·K^-2)高52%。掺杂适量的Ag能提高溅射沉积的SnSe薄膜的热电性能(功率因子)。     

大面积生长金刚石相关物理参量的空间分布

研究了在热丝化学气相生长金刚石的过程中,衬底温度,衬底表面附近的气体温度以及气流的质量流密度分布对金刚石膜的形核和生长的影响模拟计算结果表明,这三个参量是空间位置的函数,在某些区域,这三个参量均匀分布当热丝阵列面与衬底间距离超过7mm之后,这三个参量在衬底上有一个较大的均匀区域,在该区域的两侧,各参量值显著变化在衬底中心的均匀区域,金刚石膜晶形清楚而致密;偏离该区域,这三个参量数值明显下降,形核密度和生长速度较低,三个参量值均匀的区域可作为金刚石大面积均匀的形核和生长的位置.     

不锈钢在硫酸中形成的钝化膜的导电性能

测量了铬镍钼不锈钢在硫酸溶液中形成的钝化膜的导电性能。结果表明：膜为半导体;膜的导电能力随硫酸浓度和电位的增加而降低,膜的电阻及击穿电压随硫酸浓度和电位的增加而增大。同时,也详细研究了膜的成分和厚度。     

铜构件磁控溅射多层膜及其耐蚀性

先在铜基体上电镀Ni层,接着溅射沉积Ni–Cr和Ni–Cr–Al–Si合金薄膜.对比了Ni层、Ni/Ni–Cr复合膜层和Ni/Ni–Cr/Ni–Cr–Al–Si复合膜层的相结构、微观形貌和耐蚀性.结果表明,Ni电镀层表面光滑,Ni/Ni–Cr复合膜层和Ni/Ni–Cr/Ni–Cr–Al–Si复合膜层表面都由致密、连续的...     

TiC/a-C:H薄膜的性能研究

在电弧离子镀技术沉积富碳TiC薄膜的过程中研究了不同乙炔流量对沉积膜的形貌、成分性能的影响。结果表明,利用电弧离子镀技术在铝合金衬底上能够成功的沉积出含有富碳的TiC膜层,并且沉积的薄膜与衬底的结合良好。实验表明,随沉积时乙炔流量的增大,膜层中C和Ti原子比逐渐增加,同时膜层成分由较纯的TiC结构的薄膜逐渐转变为含非晶碳的TiC膜层,在乙炔流量为50,100,150和200ml.min-1时,膜层的C和Ti的原子分数比分别为1∶1,9.5∶1.0,15∶1和19.4∶1.0。膜层中富余的碳是以非晶碳的形式存在的,TiC与非晶碳以一定量的配比使这层复合膜达到了较好的表面光洁度。