掺钨类金刚石膜的制备与性能研究

采用无灯丝长条离子源结合非平衡磁控溅射的方法，在不同基体上制备了面积较大、光滑、均匀的掺钨类金刚石（W-DLC）膜层，用SEM、Raman、XPS、XRD、硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机等手段分析和研究了膜层的形貌、结构及部分性能．结果表明：膜／基硬度高，W—DLC／Si为Hv0.02515=3577；膜／基结合力在45-75N之间；摩擦系数小，抗磨损性能良好．     

建筑节能新材料—幕墙玻璃

本文详细介绍了阳光控制膜幕墙玻璃的性能特点及用途.指出了为实现阳光控制作用所必需的三层膜结构——控制阳光的金属膜、保护作用的化合物膜和反射调色作用的氧化物膜.简要介绍了占幕墙玻璃生产主导地位的磁控溅射技术的工作原理,并对国内幕墙玻璃生产的历史和现状进行了回顾与评述.     

溅射功率对Au与CdZnTe晶体接触结构和性能的影响

采用直流磁控溅射工艺,以Au为靶材在高阻半导体CdZnTe上制备导电薄膜.系统地研究了溅射功率对沉积速率、薄膜结构、组织形貌及接触性能的影响.结果表明,随溅射功率的增加沉积速率增大.I-V测试表明在高阻CdZnTe上溅射Au薄膜后不经热处理已具有良好的欧姆接触性能,溅射功率为100 W时的接触性能好于功率为40 W和70 W时的接触性能.     

射频磁控溅射掺氮ZnO薄膜的制备与表征

以ZnO为靶材,采用射频磁控溅射法,在衬底温度为450℃、混合气体压强为1.3Pa的条件下,在石英玻璃和抛光单晶硅衬底上沉积了一系列呈六角纤锌矿结构、沿(0002)晶面高度取向生长的ZnO薄膜.利用X射线衍射、四探针、原子力显微镜、吸收光谱和光致荧光光谱等实验分别对薄膜样品的晶体结构、表面形貌和光电特性进行了分析表征.结果表明,氮对ZnO薄膜的缺陷有明显的钝化作用,气体组分、溅射功率是影响ZnO薄膜沿C轴择优取向生长、结构特征和光电性质的重要因素.     

晶界扩散Tb对烧结Nd-Fe-B组织与磁性能的影响

用磁控溅射法在烧结Nd-Fe-B磁体表面沉积Tb金属薄膜并进行晶界扩散处理,对比经不同热扩散温度及时间处理后的磁体组织和磁性能变化。结果表明,925℃×10 h+500℃×2 h为最佳晶界扩散工艺,可将磁体矫顽力提高到1630.9 kA·m^-1,较原始磁体提升50%,同时剩磁和磁能积无明显下降,磁体仍具有较高的退磁曲线方形度。晶界扩散处理后磁体取向度有所提高,主相晶粒表面形成了明显的富Tb壳层结构,其厚度随离开磁体表面距离的增加逐渐变薄,随热扩散温度升高和时间延长逐渐增厚。长时间热扩散处理使磁体内形成沿晶界分布的连续薄层富Nd相,将主相晶粒彼此分隔,有效降低磁性相颗粒间交换耦合作用。能谱(EDS)分析表明,适当的热扩散工艺可使Tb元素扩散至磁体芯部,渗透厚度4 mm的磁体。     

金属氧化物陶瓷涂层高温阻氘渗透性能研究

采用射频磁控溅射方法在316L不锈钢表面沉积了Al₂O₃,Cr₂O₃,Y₂O₃和ZrO₂(8%Y₂O₃)4种单层氧化物陶瓷涂层。选用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对4种氧化物陶瓷涂层相组成、微观组织结构进行表征,结果表明,Al₂O₃涂层为非晶态,其他3种氧化物陶瓷涂层均为晶体结构,且涂层沉积致密,无明显微观缺陷产生。采用气相氢渗透装置对各涂层的氘渗透性能进行测试,结果表明,受氧化物中金属离子与氧的结合能的影响,在973 K@80 kPa氢渗透压下,厚度约为250 nm的Al₂O₃,Cr₂O₃,Y₂O₃和ZrO₂(8%Y₂O₃)涂层氘渗透阻挡因子(DPRF)分别为103,46,112和256,表明4种氧化物陶瓷涂层均具有良好的阻氘渗透性能,其中Y₂O₃陶瓷涂层阻氘渗透性能最好。因此,以Y₂O₃陶瓷涂层为例,研究厚度对涂层阻氘渗透性能的影响,在涂层厚度为139~251 nm范围内,氘渗透激活能和D-PRF随着涂层厚度的增加而线性增大。随着Y₂O₃涂层厚度增加,氘渗透量减少,阻氘渗透性能提高。     

辉光放电磁控溅射靶材利用率和刻蚀均匀性方法研究与进展

磁控溅射靶表面磁场的非均匀分布使靶的溅射性能受到了靶材利用率低和刻蚀均匀性差的制约,因此寻求一种较高靶材利用率且在靶材表面的大面积范围内均匀溅射的方法成为研究的热点。简要介绍了辉光放电磁控溅射技术基本原理,综述了近20年来国内外研究机构和学者提高靶材利用率及刻蚀均匀性的主要方法。对已报道的优化磁极结构、辅助磁场、动态磁场等方法,以及反常刻蚀改进方法进行了详细介绍,并对比分析了各种方法优、缺点。对磁控溅射靶材优化方法的发展趋势及用途拓展进行了展望。     

磁控溅射技术在固体氧化物燃料电池中的应用

综述了磁控溅射技术在固体氧化物燃料电池(SOFCs)中应用的研究进展。基于SOFCs中的不同组件,磁控溅射技术在SOFCs中的应用主要分为四个部分:磁控溅射技术在电解质隔层、电解质薄膜、连接体、电极制备中的应用。磁控溅射技术利用其独特的特点,克服了SOFCs相邻组件在制备过程中的元素扩散和界面反应,成功解决了电解质与电极、电极与连接体等相邻组件间的化学相容性差的问题,并且能够在较低温度下制备出与基底结合良好的具有不同微观结构和性质的薄膜,显著减少了SOFCs的欧姆电阻与极化电阻,提高了电池中低温性能,为提高SOFCs中低温性能和长期稳定性,从而实现产业化应用提供了新的思路。     

Germanium-antimony-selenium-tellurium thin films: Clusters formation by laser ablation and comparison with clusters from mixtures of elements

Quaternary germanium-antimony-selenium-tellurium (Ge-Sb-Se-Te) thin films deposited from Ge_19.4Sb_16.7Se_63.9−xTe_x (x = 5, 10, 15, and 20) glass-ceramics targets by radio frequency magnetron sputtering were studied using laser ablation quadrupole ion trap time of flight mass spectrometry. Binary, ternary, and quaternary Ge_aSb_bSe_cTe_d clusters were formed and their stoichiometry was determined. By comparison of the clusters obtained from quaternary Ge-Sb-Se-Te thin films and those from ternary Ge-Sb-Te materials, we found that Ge-Te species are not detected from the quaternary system. Furthermore, Ge-Se and Se-Te species are missing in mass spectra generated from Ge-Sb-Se-Te thin films. From the Ge-Sb-Se-Te thin films, 16 clusters were detected while ternary Ge-Sb-Se glasses yielded 26 species. This might be considered as a signal of higher stability of Ge-Sb-Se-Te thin films which is increasing with a higher content of Te. The missing (Se₂⁺, Ge_aSb⁺ (a = 1–4), and GeSe_c⁺ (c = 1, 2)) and new (Ge⁺ and Sb_bTe⁺ (b = 1–3)) clusters may indicate that some of the structural features of the films (Ge₂Se_6/2 and Se₂Sb-SbSe₂) were replaced by (GeSe_4−xTe_x and SbSe_3−xTe_x) ones. In addition, when comparing the stoichiometry of clusters formed from Ge-Sb-Se-Te thin films with those from the mixtures of the elements, only Sb₃⁺ and SbSe⁺ were observed in both cases. The knowledge gained concerning clusters stoichiometry contributes to the elucidation of the processes proceeding during plasma formation used for the chalcogenide thin films deposition.     

载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能影响研究

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。