脉冲多弧离子镀制备类金刚石薄膜的力学特性

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基底上沉积类金刚石薄膜。分析了类金刚石薄膜的硬度和工艺参数的关系 ,讨论了薄膜的耐磨性和化学稳定性。     

过滤式阴极电弧沉积类金刚石薄膜的碳弧稳定性研究

介绍自行研制的一套过滤式阴极电弧沉积设备,并以石墨作为靶材进行类金刚石薄膜的沉积研究,碳弧本身的惰性限制了电弧的稳定性。电弧电压,磁场等对弧的稳定性有很大的作用。试验得到表面光滑的类金刚石薄膜,并对其进行了形貌分析。     

沉积温度对类金刚石涂层表面形貌和性能的影响

采用直流等离子体增强化学气相沉积(DC-PECVD)技术,在不同温度下于YG8硬质合金基体上沉积了类金刚石(DLC)涂层,探讨了沉积温度对DLC涂层结构、表面形貌、厚度、显微硬度、耐磨损性能以及界面结合性能的影响。结果表明:随着沉积温度的升高,DLC涂层中sp3键的比例呈先增大后减小的趋势,并在160℃达到最大,为69%;沉积温度过高将导致DLC涂层出现石墨化;DLC涂层的厚度、显微硬度、耐磨损性能、界面结合力均随沉积温度的升高呈先增大后减小的趋势,当沉积温度为160℃时,涂层表面平整光滑、致密,此时涂层的厚度、显微硬度和界面结合力均达到最大,分别为3.2μm、2 395HV和63N;DLC涂层的显微硬度、抗磨损能力、厚度和界面结合强度随沉积温度的变化规律与sp3键含量密切相关。     

基体偏压对真空脉冲过滤弧沉积TiN涂层表面粗糙度的影响

采用离子束辅助真空脉冲过滤弧沉积技术,在硬质合金基体上制备了TiN涂层。对涂层的物理性能和机械性能进行了分析,利用XRD、SEM分别对不同基体偏压下沉积涂层的相组成和表面形貌进行了分析与观察,利用光学轮廓仪对涂层表面轮廓和表面粗糙度进行了测量,分析了基体偏压对TiN涂层表面粗糙度的影响。     

采用End-Hall源沉积类金刚石膜

介绍了两种普遍采用的类金刚石(DLC)膜沉积方法。在此基础上叙述了采用End-H all源沉积DLC膜的方法,在简单说明其工作原理的同时给出了实验的各项技术参数;通过对实验结果和DLC膜样品的分析,可看出用End-H all源沉积方式能够消除RFCVD沉积方式所带来的边缘效应。     

飞秒脉冲激光沉积类金刚石膜实验研究

期望用类金刚石膜作为硅的红外保护/增透膜,采用波长为800nm,脉宽50fs,重复频率1KH z的T i:Sapph ire飞秒激光器及石墨靶材在单晶S i片上沉积了约0.7μm~1μm厚的类金刚石膜(d iam ond-like carbon film s,DLC),获得了光滑致密,硬度显著提高,红外透过率有一定增加的样品。通过对薄膜拉曼光谱和X射线光电子能谱等的测试,发现单脉冲能量在0.4m J~1.6m J范围内变动时,单脉冲能量0.8m J获得的类金刚石膜综合性能最佳,其对应的焦斑功率密度计算值为1.4×1014W/cm2。     

类金刚石薄膜的光学性能的研究

利用脉冲真空电弧镀的方法,在硅基底上沉积类金刚石薄膜,研究薄膜的光学性能、光学常数和离子能量关系。结果表明:不同的离子能量可以得到不同折射率的薄膜,无氢类金刚石薄膜的折射率在2.5～2.7之间变化;通过改变工艺条件来制备不同折射率的薄膜,和不同折射率的基底材料相互匹配;折射率和光学能隙随离子能量具有相反的变化趋势,和理论预测的趋势相一致;对于硅、锗等红外材料,要求的薄膜应具有1.8～2.1左右的折射率,因此提出一种基于物理汽相沉积和化学汽相沉积两种相互结合的方法,来降低薄膜的折射率,以达到和硅、锗等材料的折射率匹配。     

沉积压强对类金刚石薄膜组织和性能的影响

使用等离子增强化学气相沉积的方法制备不同沉积压强下的类金刚石薄膜。反应气体为C2H2和CH4,辅助气体为Ar。通过控制气体流量来达到改变沉积压强的目的,沉积压强分别为2.5Pa、3.8Pa、5.0Pa和6.1Pa,为排除其它工艺参数对实验结果的影响,气体流量比C2H2∶CH4∶Ar=2∶2∶1保持不变。使用扫描电镜、拉曼光谱和纳米压痕等检测手段对薄膜的组织和性能进行分析。研究表明,薄膜均为非晶态结构;随着沉积压强的升高,薄膜沉积速率不断提高;随着沉积压强的升高,薄膜的ID/IG值不断下降,说明薄膜中的sp3键含量不断上升,与此同时,薄膜中的硬度和弹性模量不断提高;通过Rockwell压痕法测试膜基结合力,结果表明四组薄膜均有较高的结合力,其中沉积压强为5.0Pa的薄膜的结合力最好。     

过滤式阴极电弧沉积类金刚石 薄膜的碳弧稳定性研究

介绍自行研制的一套过滤式阴极电弧沉积设备,并以石墨作为靶材进行类金刚石薄膜的沉积研究。碳弧本身的惰性限制了电弧的稳定性。电弧电压、磁场等对电弧的稳定性有很大的作用。试验得到表面光滑的类金刚石薄膜,并对其进行了形貌分析。     

偏压频率对类金刚石膜制备质量的影响研究

利用多弧离子镀技术制备类金刚石膜,研究不同偏压频率对类金刚石膜组成和性能的影响.采用扫描电镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)和纳米压痕仪对类金刚石膜进行分析,结果表明:偏压频率对类金刚石沉积的膜厚没有影响,但沉积粒子团簇尺寸随着偏压频率的增大而减小;当偏压频率为3kHz时,沉积粒子团聚严重且颗粒较大,表面质量较...     

大面积热丝化学气相沉积系统衬底温度自回归模糊神经网络控制技术

建立了大面积热丝化学气相沉积衬底温度控制系统的数学模型,提出了一种基于自回归模糊神经网络控制策略,并进行了计算机仿真和试验研究。结果表明,系统具有较强的自适应、自学习能力,对设定轨迹具有良好的跟踪性能,可很好地满足金刚石膜沉积过程中系统的控制性能要求。