阴极离子镀TiN涂层组织结构与结合强度

采用阴极离子镀方法在YT14硬质合金刀具表面制备了Ti N涂层,通过SEM、EDS和XPS等手段对涂层表面-界面形貌、界面化学元素线扫描和元素价态进行了分析,并用划痕法定量表征其界面层结合强度。结果表明,涂层呈细小致密结构,与基体紧密结合,未观察到裂纹现象;基体表面C原子以间隙扩散和空位扩散方式进入Ti N涂层中,O原子占领或替代Ti N涂层中N原子,形成结合较强的Ti-O键以及Ti-O-N化合物,验证了Ti原子和O原子具有很强的亲和力;涂层-基体界面为化合和扩散结合形式,其结合强度为40.95 N,有利于提高硬质合金刀具的使用寿命。     

阴极等离子体电解沉积Co、Cr金属涂层及Ni-Cr、Co-Cr合金涂层

采用阴极等离子体电解沉积的方法制备了Co、Cr金属涂层以及Ni-Cr、Co-Cr合金涂层,并研究了不同主盐浓度和酸浓度对涂层结构和形貌的影响。结果表明,在阴极等离子体电解沉积过程中,涂层形貌演变规律主要取决于沉积速率和等离子体电弧的作用。较低的主盐浓度和较高的酸含量可以降低沉积速率,在等离子体电弧的作用下,沉积物可以充分地快速熔融并凝固,形成均匀、致密的涂层;而在较高的主盐浓度和较低的酸含量下,由于沉积速率快,大量的沉积物无法完全被等离子体电弧熔融,所以易形成枝晶或者粉末。     

高体积比SiC_p/6063Al复合材料表面预置钛膜及真空钎焊分析

以增强相体积比为60%的Si Cp/6063Al复合材料为母材,首先在母材上磁控溅射钛膜,然后在580℃保温40 min的条件下,采用Al-Si-Mg共晶钎料对复合材料进行真空钎焊.利用扫描电镜、EDS局部能谱分析和XRD衍射的方法对接头的界面组织及断口形貌进行了研究.结果表明,活性钛膜提高了钎料对母材的润湿性,钎焊过程中钎料与镀层、镀层与母材基体界面处均形成了过渡层,且钎料与Si C颗粒间形成致密连接,并在过渡层中发现了Ti C0.981新相.     

熔盐液面上钨阴极快速腐蚀研究

稀土氧化物熔盐电解过程中钨阴极的局部快速损失是困扰生产的现实紧迫问题,为了揭示其腐蚀原因,针对稀土熔盐电解过程中钨阴极的消耗进行现场调研,进行了热力学理论分析并通过所设计的高温包埋试验、质量分析、XRD测试,以及工业现场钨阴极腐蚀形态的SEM观察,得出钨阴极高温腐蚀的原因在于稀土氧化物熔盐电解质挥发物附着在钨阴极表面加速其高温氧化破坏而引发其过快热腐蚀所致。     

电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

目的改善Ni-ZrO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能。方法分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备Ni-ZrO2纳米复合镀层,分析镀层的ZrO2含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。结果普通电沉积镀层的ZrO2含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层ZrO2含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。超声-旋转阴极电沉积的镀层ZrO2含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。结论超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和ZrO2含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。     

Mn 掺杂 SiC 基稀磁半导体薄膜的结构和磁性研究

目的从原子水平探究Mn掺杂SiC薄膜的磁性起源。方法采用射频磁控溅射技术制备不同掺杂浓度的Mn掺杂SiC薄膜,并采用X射线衍射技术、X光电子能谱、同步辐射X射线近边吸收精细结构技术、物理性质测试系统对薄膜的结构、组分和磁性能进行研究。结果晶体结构和成分分析表明,1200℃退火后的薄膜形成了3C-SiC晶体结构,且随着Mn掺杂浓度的增加,3C-SiC晶体的特征峰向低角度移动。在Mn掺杂浓度(以原子数分数计)为3%,5%,7%的薄膜中,掺杂的Mn原子以Mn2+的形式存在;而在9%Mn掺杂的SiC薄膜中,则有第二相化合物Mn4Si7形成。局域结构分析表明,薄膜中均不存在Mn金属团簇和氧化物,在3%,5%和7%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子主要以代替C位的形式进入3C-SiC晶格中,而在9%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子以C替位形式和Mn4Si7共存。磁性测试表明,制备的Mn掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,且饱和磁化强度随着Mn掺杂浓度的提高而增加。结论薄膜的室温铁磁性是本征的,磁性来源与掺杂的Mn原子以Mn2+取代SiC晶格中C位后导致的缺陷有关,符合缺陷导致的束缚磁极子机制。     

椭圆光谱法研究TiO_2薄膜的光学性能

使用直流磁控溅射法,通过改变沉积压强在玻璃衬底上制备了Ti O2薄膜。通过椭圆光谱法研究了Ti O2薄膜的光学性能;利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射对薄膜的表面形貌和结构进行了表征。结果表明:压强的大小在磁控溅射法制备Ti O2薄膜过程中能有效控制其晶粒尺寸、膜厚及薄膜的折射率。压强越大,晶粒尺寸越小,吸收边"蓝移"越明显;薄膜厚度随压强的增大先增加后减小;平均折射率随压强的增大呈下降趋势,消光系数在可见光波段的平均值趋于零。     

Cu靶功率和衬底温度对Cu-SiO_2纳米复合膜的相结构与光吸收性能影响

实验利用直流和射频磁控溅射方法交替沉积Cu-SiO2纳米复合膜,研究不同Cu靶功率和衬底温度对纳米复合膜的相结构和光吸收性能的影响。结果表明:随着Cu靶功率的增加,金属Cu纳米颗粒尺寸增大,导致光吸收峰峰位发生红移;随着衬底温度的升高,由于Cu再蒸发效应致使金属Cu纳米颗粒尺寸减小,引起光吸收峰峰位发生蓝移;与室温下沉积态Cu-SiO2纳米复合膜相比,在衬底加热条件下沉积的纳米复合膜在可见光波段出现了明显的表面等离子体共振吸收峰。因此,Cu靶功率和衬底温度对Cu-SiO2纳米复合薄膜的结晶状况和光吸收性能有显著影响。     

爆炸性试验电感电路分断放电特性分析与建模

为了建立能模拟电感电路分断放电特性的模型,基于安全火花试验装置对其分断放电特性进行爆炸性试验研究,指出电感电路分断放电过程可分为3个阶段,即建弧阶段、电弧放电阶段和辉光放电阶段,且放电电弧结构可分为3个区,即阴极区、弧柱区和阳极区,得出放电电弧的最小建弧电压主要取决于阳极和阴极位降。分析了各放电阶段电阻的变化特点,指出其放电电弧电阻呈分段指数规律变化,且其增长幅度随着时间的增加而逐渐加快。基于电弧能量平衡理论,提出了一种电弧放电阶段的电阻指数模型,利用多分段函数确定其指数系数。采用最小二乘法推导出电感电路分断电弧放电时间常数,得出了模拟电感电路分断电弧放电特性的数学模型。仿真及试验结果验证了理论分析及所提出模型的正确性和可行性。     

氮气反应溅射制备软X射线Co/Ti多层膜

针对"水窗"波段(280~540eV)对多层膜反射镜的应用需求,在Ti的L吸收边(452.5eV)附近,优化设计了Co/Ti多层膜的膜系结构。计算了不同界面粗糙度条件下的反射率,结果显示,界面粗糙度对多层膜反射率有较大影响。采用直流磁控溅射方法在超光滑硅基片上制备了Co/Ti多层膜,通过将氮气引入原有的溅射气体氩气中作为反应气体,明显减小了制备的多层膜的界面粗糙度。利用X射线掠入射反射实验和透射电子显微镜测试了多层膜结构,并在北京同步辐射装置(BSRF)3W1B实验站测量了不同氮气浓度下多层膜的反射率。结果显示,氮气含量为5%的溅射气体制备的多层膜样品反射率最高,即将纯氩气溅射制备得到的反射率9.5%提高到了12.0%。得到的结果表明,将氮气加入反应溅射气体可以有效改善Co/Ti多层膜的性能。