单极性脉冲磁控溅射MoS2涂层制备及性能研究

为满足ITER屏蔽包层中第一壁连接组件的固体润滑要求,采用单极性脉冲磁控溅射方法,在A286镍基合金基体上制备了不同脉冲偏压及不同占空比下MoS₂低摩擦系数涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原位纳米力学测试系统研究涂层的微观组织、形貌及力学性能受工艺参数的影响规律;利用球-盘式摩擦磨损试验机考察涂层在大气环境下的摩擦学性能。结果表明,随偏压的增加,MoS₂涂层择优取向发生了(002)向(100)转变,又恢复(002)择优取向的过程,晶粒尺寸呈先增大后减小趋势,不同脉冲偏压下,晶粒尺寸随占空比增加呈现不同的趋势;其中S-2样品具有较好的承载性能及弹性恢复能力,弹性模量为63.45 GPa,硬弹比为0.80;接触赫兹应力为1 500 MPa时,该涂层在大气环境下具有最低的平均摩擦系数(0.054)和最低的磨损率[2.11×10^-5 mm³/(Nm],仅为基体的5.49%。     

基于LCC谐振逆变器的中频磁控溅射电源在等离子体镀膜工艺中的应用

中频磁控溅射镀膜具有成膜均匀,膜重复性好,靶材不易中毒等诸多优点,适用于大规模生产,因此应用广泛。中频磁控溅射技术在电源的设计和应用方面非常重要,目前较为成熟的是正弦波和脉冲方波两种输出方式。本文阐述了正弦波输出方式的基于LCC谐振逆变器的中频磁控溅射电源的设计方法,并基于该电源的输出特性,分析该电源有利于提高镀膜工艺中的沉积效率,有利于抑制等离子体负载打弧,有利于等离子体负载特性匹配等优点。最后用正弦波输出方式的中频磁控溅射电源与脉冲方波输出方式的电源做了输出特性对比试验。     

IPOP型高频大功率磁控溅射电源的研制

高频磁控溅射电源输出双极性高频脉冲,应用于对称孪生靶磁控溅射镀膜。随着工业化的进程,大功率电源的研制具有重要的意义。提出了基于标准化模块输入侧并联、输出侧并联组合的高频电源设计和研制。模块电源经过DC/DC电路、DC/AC电路、高频升压隔离、高频均流单元后并接到负载侧。针对输出并联运行时幅值和相位的严格同步要求,设计高频均流单元实现开环均流特性。采用总控单元实现上位机通讯、均流外环算法、高频脉冲同步、电弧高速保护等功能。通过样机实验重载和轻载验证可知:各模块的高频输出同步一致,高频均流单元和总控单元的均流算法可实现模块电流的平衡,总控策略有效,电源稳定性良好。     

基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺20kV高压脉冲电源

真空管内部的细小金属毛刺去除工艺中采用直流高压存在毛刺去除不净、较大毛刺剩余、影响产品耐压和频率测试等问题。为克服直流高压去毛刺的工艺缺点,采用低重复频率的高压脉冲去毛刺。为克服以真空电子管作为脉冲开关的传统高压脉冲电源和以半导体器件作为脉冲开关的全固态高压脉冲电源主回路和控制回路设计复杂以及成本高等缺点,研制了一台低重复频率和宽占空比的基于双管正激式变换器的高压脉冲去毛刺电源。可通过增加双管正激式变换器的数量,以并-并组合式双管正激式变换器方式,满足宽占空比的高电压输出,实现了模块化设计。该电源主回路和控制回路的设计简化,稳定可靠,扩展性好,成本低,为高压脉冲电源设计提出了比较新颖的解决方案。实验结果表明:该电源的输出参数满足设计指标要求,并且稳定、可靠。     

高功率脉冲电源的研制

高功率脉冲磁控溅射以其高离化率、高薄膜性能等特点得到广泛关注.介绍了高功率脉冲电源系统的原理和研制,提出了基于全桥逆变、电容储能、均流斩波等环节实现电源的方案,分别阐述了主回路、控制系统、保护电路的设计思路.电源系统采用全桥逆变实现初级能源,电容储能实现中间能源,均流斩波实现功率输出,单片机和SG3525实现控制部分....     

喷雾造粒预合金化W-Ni-Fe三元合金粉末及射频热等离子体致密球化研究

球形致密化的钨基（W-Ni-Fe）合金粉末对增材制造等粉末成形构件的强度等物理性能的提升具有重要意义。采用喷雾造粒和射频热等离子体高温致密球化处理的方式研究了W-Ni-Fe粉末经喷雾造粒后射频热等离子体处理对其合金粉末的形貌、孔隙等的作用效果。研究表明,经喷雾造粒后所形成的96W-2.5Ni-1.5Fe三元合金粉末显微组织结构疏松,内部中空洞较多且表面粗糙;射频热等离子体对喷雾造粒粉进行处理后其综合性能提高,球形粉表面孔洞及疏松现象有所缓解,但仍有部分颗粒表面与内部存在微孔,且致密球化后的W晶粒之间Ni、Fe相含有较高含量的W元素。     

钽粉等离子体球化及其球化过程中卫星粉的形成机制

微米级钽粉(Ta)在生物医疗增材制造和其它制造领域具有广阔的应用前景。采用射频热等离子体对不规则钽粉进行球化处理以改善其流动性,对等离子体球化处理前后的钽粉进行了表征,并分析了球化过程中卫星粉的形成过程与机制。结果表明,经等离子体球化后的钽粉具有较为理想的球形度和光滑的表面,其霍尔流动性和表观密度分别从13.6 s·(50 g)^-1提高到6.73 s·(50 g)^-1和6.83 g·cm^-3提升至9.06 g·cm^-3,钽粉的球化率和球形度分别可约达95.2%和0.92;球化过程中卫星粉的形成主要是因液滴的碰撞所致,且随着送粉速度的增加,液滴碰撞概率增大,液滴的凝并使球形颗粒的粒径增大。     

高功率脉冲磁控溅射复合电源及其电弧特性研究

高功率脉冲磁控溅射因其高离化率得到广泛关注,是磁控溅射领域的新方向。随着对高功率脉冲磁控溅射放电和等离子特性的深入研究,制约高功率脉冲磁控溅射应用的主要不足有:沉积速率低,容易进入电弧放电影响膜层品质。本文从电源角度出发,针对高功率脉冲磁控溅射的高功率大电流特点,采用复合直流/脉冲电源提升高功率脉冲磁控溅射的沉积速率,采用电弧抑制电路避免电弧对膜层品质的危害。结果表明,复合高功率脉冲磁控溅射电源的设计有利于改善沉积速率;电弧抑制电路可快速检测,并通过电弧抑制回路快速释放残存能量,避免了电弧对高功率脉冲磁控溅射的影响。