正交电磁场离子源及其在PVD法制备硬质涂层中的应用

离子源是离子束产生的关键部件,正交电磁场离子源是以霍尔电流为理论基础的一类低能离子源。本文综述了考夫曼离子源、霍尔离子源以及阳极层线性离子源的发展历程及其在结构与功能方面的区别,分析了各种离子源在PVD法制备不同体系超硬涂层中的应用及对涂层结构、性能的影响,概述了国内外离子源的现状,并指出了国内离子源存在的问题。     

(NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究

采用电弧离子镀（AIP）技术在镍基单晶高温合金基体上制备了NiCoCrAlYSiB涂层（普通涂层）和（Ni-CoCrAlYSiB+AlSiY）复合涂层,研究了高温合金基体与2种涂层分别在900和700℃下的涂盐（Na₂SO₄+K₂SO₄和Na₂SO₄+NaCl）热腐蚀行为.结果表明:高温（900℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,而且涂层内部出现内氧化和内硫化现象;复合涂层表面主要生成Al₂O₃,外层出现程度较轻的内氧化,涂层表层Al含量仍然较高,维持表面Al₂O₃膜的形成和修复.低温（700℃）热腐蚀条件下,基体合金表面主要生成NiO;普通涂层表面主要生成Cr₂O₃,涂层内部出现严重的内氧化;复合涂层表面也出现了内氧化,高Cr的内层未受腐蚀,有助于提高涂层的抗腐蚀性能.     

电弧离子镀沉积磁性薄膜的研究

研究了电弧离子镀磁性靶材使用过程中发生"跑弧"并导致靶材无法稳定刻蚀的问题.利用有限元方法(FEM)对外加磁场下非磁性靶材系统和磁性靶材系统中的磁场分布进行了模拟.研究了外磁场对电弧斑点运动的影响机理,并结合电弧斑点放电的物理机制,探讨了磁性靶材与低饱和蒸气压金属靶壳、绝缘陶瓷靶壳或软磁性金属靶壳组成复合结构靶材解决磁性靶材使用问题的可行性.结果表明,这3种复合结构靶材设计方案均能有效解决电弧离子镀磁性靶材"跑弧"问题.通过实验得到,在低饱和蒸气压金属或绝缘陶瓷靶壳设计方案里,靶材频繁引弧到弧斑能受控运动的转变温度为(136.6±23.0)℃.     

热丝化学气相沉积大面积金刚石膜温度场的模拟计算

对热丝化学气相沉积（ＨＦＣＶＤ）生长金刚石膜过程中影响衬底温度场的热丝几何参数及其他相关沉积参数进行了模拟计算．结果表明,通过优化参数,用８０ｍｍ ×８０ｍｍ的热丝阵列可以获得７６ｍｍ × ７６ ｍｍ面积的均匀衬底温度区,进一步利用辅助热丝则可将均温区面积扩大到 １００ｍｍ×１００ｍｍ．这些结果可以为沉积高质量、大面积金刚石膜的工艺参数提供理论依据．     

偏压对阴极电弧离子镀AIN薄膜的影响

在不同基体负偏压作用下,用阴极电弧离子镀等离子体物理气相沉积（PVD）方法在单晶Si(100）基片上获得六方晶系的晶态AIN薄膜。用X射线衍射仪分析了沉积膜的物相组成和晶格位向随偏压的变化。在扫描电子显微镜（SEM）下观察沉积膜的显微组织形貌。结果表明,在较小偏压下,AIN膜呈（002）择优取向,表面致密均匀;在较大偏压下,AIN膜呈（100）择优取向,表面形貌则粗糙不平,AIN薄膜的择优取向及表面形貌受到不同偏压下不同离子轰击能量的影响。     

EB-PVD在热障涂层中的研究及应用

EB-PVD是以高能电子束为热源的一种蒸发镀膜技术.在真空的环境下,高能离子束轰击靶材(金属,陶瓷等),使其融化、升华、蒸发,最后沉积在基片上.由于EB-PVD技术具有蒸发和沉积速率高,涂层致密,化学成分易于精确控制,可得到柱状晶组织,无污染,热效率高,基片与薄膜之间有较强的结合力等诸多优点,已被广泛应用于国防和民用领域.本文介绍了EB-PVD技术在制备热障涂层时优势、不足与改进措施.     

氮气流量及后续热处理对多弧离子镀制备Ti2AlN涂层的影响规律

利用电弧离子镀技术在1Cr18Ni9Ti基材上低温沉积Ti-Al-N涂层,研究氮气流量及热处理工艺对涂层微观组织结构的影响。结果表明,沉积态涂层中不含三元层状陶瓷Ti_2AlN MAX相,可能含有Ti_3AlN(反钙钛矿结构)、TiN、α-Ti、fcc-Al及Ti_xAl_y金属间化合物等。涂层经退火后在一定条件下可以形成Ti_2AlN。涂层中的N元素含量及退火温度对Ti_2AlN的形成起到重要作用。N元素含量过多不利于Ti_2AlN的形成;提高退火温度可以促进Ti_2AlN的形成。透射电镜(TEM)分析结果表明,退火过程中Ti_2AlN的形成伴随着涂层微观组织结构的转变,从明显的层状结构转变为细小的等轴晶结构。     

ZnO:Al(ZAO)薄膜的制备与特性研究

采用磁控溅射技术制备了ZnO:Al(ZAO)薄膜.研究了不同的工艺参数对薄膜的组织结构和光电特性的影响.实验结果表明,多晶ZAO薄膜具有(001)择优取向且呈柱状生长,能量机制决定其微观生长状态.讨论了薄膜的内应力,高的沉积温度和低的溅射功率可有效减小薄膜的内应力.优化的ZAO薄膜电阻率和在可见光区的平均透射率可分别达到3×10-4-4×10-4Ω·cm和80％以上.     

爆炸喷涂富Al的NiAl涂层对Ti22Al26Nb合金循环氧化性能的影响

采用爆炸喷涂在Ti22Al26Nb基体上制备了富Al的NiAl合金涂层。XRD分析表明，退火后涂层为富含Al的β-NiAl相以及少量的Al3Ti 和Al3Nb.在空气中800 ℃下的循环氧化 实验表明，这种富含Al的NiAl涂层抗氧化性能很好.循环氧化过程中没发现涂层剥落，氧化 动力学曲线为抛物线型.解释了抗氧化性能提高的原因.      

Oxidation protection of NiCoCrAlY coatings on γ-TiAl

1　INTRODUCTIONTiAl intermetallic alloy, based on theγ TiAl,is expected to be one of the candidates for hightemperature systems such as aircraft engine be cause of its high modulus of elasticity, low densityand good creep resistance at high temperature[1, 2].However, there are two major drawbacks withγ TiAl alloy as an engineering material: one is itspoor room temperature ductility and the other isthe poor oxidation resistance above 800 ℃[3]. Alarge am…