TiN涂层表面氧化层研究

在高速钢表面沉积ＴｉＮ涂层，运用ＳＥＭ，ＸＲＤ和ＸＰＳ等方法研究了ＴｉＮ涂层表面氧化物形成机理。结果表明，ＴｉＮ涂层表面氧化物为ＴｉＯ２，膜厚度约６０ｎｍ，系由涂层表面吸附氧而形成。     

PVD制备TiAlSiN涂层的研究进展

概述了物理气相沉积(PVD)技术制备TiAlSiN涂层的研究现状及发展趋势,详细分析了Si元素的添加及Si与Al元素的含量对TiAlSiN涂层的微观结构、力学性能、高温抗氧化性和热稳定性的影响。解决PVD制备TiAlSiN涂层较低的膜基结合力和较大的残余应力等问题应是今后重点研究的方向。     

聚四氟蜡/聚氨酯复合涂层的摩擦磨损性能

采用MHK-500型摩擦磨损试验机和日本协和株式会社产CA-A型接触角仪分别研究了聚四氟蜡、聚四氟乙烯(PTFE)/聚氨酯粘接固体润滑涂层的摩擦磨损性能和疏水性能;采用扫描电子显微镜、光学显微镜分析了涂层磨损表面、对偶表面的磨损情况。结果表明,聚四氟蜡和PTFE都能提高聚氨酯涂层的疏水性和耐磨性能,降低涂层的摩擦系数。聚四氟蜡/聚氨酯粘接润滑涂层的耐磨性明显优于PTFE/聚氨酯粘接润滑涂层的耐磨性。同时,速度与负荷对聚四氟蜡/聚氨酯粘接涂层的摩擦磨损性能有很大影响。在低负荷、中高速试验条件下,它具有良好的减摩耐磨性能。     

用CVD 法在陶瓷颗粒表面获得TiN 涂层与应用

研制了适合陶瓷颗粒表面涂层处理的化学气相沉积装置, 并探索了在氧化铝颗粒表面获得TiN 涂层的工艺; 所获得的TiN 涂层能提高耐热钢在氧化铝颗粒间的铸渗深度, 并使颗粒得到基体的牢固支撑。氧化铝颗粒体积分数在23%～ 57% 可调。      

定向凝固镍基复合涂层的摩擦磨损性能

用真空熔覆技术在ZG45表面制备出20%WC+Ni和5%G+20%WC+Ni复合涂层,研究了涂层的微观组织结构和常温摩擦磨损性能,揭示了磨损机理。结果表明:复合涂层由Ni基固溶体和Fe3Ni等硬质相组成,组织致密,与基体结合良好,微观组织具有定向凝固组织特征;涂层内和涂层与基体的结合界面处没有夹杂孔洞等缺陷;在摩擦参数相同的情况下5%G+20%WC+Ni涂层的摩擦系数及其波动范围和磨损量均低于20%WC+Ni涂层;20%WC+Ni涂层的磨损率随着频率的增大而增加,而5%G+20%WC+Ni复合涂层的磨损率的变化情况则相反;20%WC+Ni涂层以磨粒磨损与氧化磨损为主,5%G+20%WC+Ni涂层为微片层脆性断裂与氧化磨损为主。     

物理气相沉积TiN复合涂层研究进展

物理气相沉积（ＰＶＤ）ＴｉＮ涂层已获广泛应用。为克服单一ＴｉＮ涂层的缺陷及进一步改善Ｔｉｎ涂层的性能,近年来致力于复合涂层的研究。本文综述了ＴｉＮ＋Ｔｉ、ＴｉＮ＋化学镀Ｎｉ－Ｐ、ＴｉＮ＋氮化等复合涂层的工艺、组织和性能之间的关系,并探讨了过渡层的作用。     

等离子体化学气相沉积TiN涂层的后热处理技术研究

为了提高等离子体化学气相沉积 (PCVD)涂层的质量 ,改善基体材料的机械性能 ,更好地发挥PCVD硬质涂层的使用效果 ,采用了先沉积后热处理的新工艺。结果表明 ,热处理温度对PCVD TiN涂层的化学成分、显微结构和性能有较大的影响。随着处理温度的提高 ,涂层的结晶度得到大幅度的改善 ,涂层内的杂质氯含量降低 ,涂层的 (2 0 0 )晶面距减小 ,但在 90 0℃时 ,PCVD TiN涂层的显微硬度有一个最低值     

Si含量对VAlSiN涂层微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射技术,在300℃下制备不同Si含量的VAlSiN涂层。研究Si含量的变化对VAlSiN涂层相结构、生长形貌、化学状态、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:不含Si的VAlN涂层呈现(111)择优取向生长。随着Si含量的增加,VAlSiN涂层的(111)择优取向逐渐消失,最终转变为非晶结构。Si含量大于1.8%(原子分数,下同)的VAlSiN涂层是由nc-VAlN和a-Si_3N_4组成的多相复合涂层。与VAlN涂层相比,添加少量Si(0.8%)的VAlSiN涂层晶粒尺寸减小,致密度得到提高,对应的涂层硬度也得到显著增大,达到30.1GPa。继续增加Si的含量,VAlSiN涂层的柱状生长结构被打断,硬度逐渐下降,最后稳定在22GPa左右。VAlSiN涂层的摩擦因数随着Si含量的增加先降低后升高。当Si含量为0.8%时涂层的磨损率最低,达1.2×10~(-16)m~3·N~(-1)·m~(-1)。     

不同条件下Al2O3基陶瓷材料的摩擦磨损性能研究

本文对ＡＩ２Ｏ３基陶瓷材料／４５＃钢摩擦副的摩擦系数与４５＃钢／４５＃风的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了ＡＩ２Ｏ３基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦、油润滑状态下ＡＩ２Ｏ３基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明：分别在干摩擦和２０＃机油润滑下,ＡＩ２Ｏ３基陶瓷材料／４５＃钢的摩擦系数均比４５＃钢自配副时的低。在干摩擦条件下,ＡＩ２Ｏ３基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条     

TiN镀膜玻璃的常压化学气相沉积法制备及其光电性能研究

本研究以TiCl4和NH3为反应气体,N2为保护气氛,用常压化学气相沉积法(APCVD)在玻璃基板上沉积制备得到了一系列不同反应温度和原料浓度的TiN薄膜.利用X射线衍射(XRD)和方块电阻仪研究了反应温度和原料浓度对薄膜结晶性能和电性能的影响规律.研究结果表明随着基板温度升高、TiCl4浓度的增加,薄膜结晶性能提高,同时电阻率降低.在反应温度为600 ℃时得到了结晶性能较好的TiN薄膜,其方块电阻为186.7 Ω,红外光反射率为0.2526.     

脉冲辉光PECVD制备DLC薄膜的结构和性能研究

类金刚石碳膜以其优异的性能,诸如高电阻率、高硬度、低摩擦系数、良好的光学特性等显示出良好的应用前景,越来越受到人们的关注.本文利用脉冲辉光PECVD在不同的脉冲电压下成功地制备了DIE薄膜.采用拉曼光谱仪、原子力显微镜、纳米压痕仪等设备对薄膜的相结构、表面形貌和力学性能进行了综合分析.     

PECVD法沉积类金刚石膜的结构及其摩擦学性能

以C2H2为碳源,Ar气为辅助气体,利用射频等离子体化学气相沉积的方法在有机薄膜PET和载玻片上制备了类金刚石(diamond-like carbon,DLC)薄膜.通过红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)分析了所制备DLC薄膜的结构;利用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的表面形貌;另外,还利用摩擦磨损仪对薄膜的机械性能进行了研究.实验得到:FTIR、Raman谱图分析发现碳氢膜主要由sp2和sp3杂化的碳氢化合物呈层状堆积而成,其组分与沉积参数密切相关;同时,sp2和sp3杂化比例影响所制备薄膜的致密性、均匀性和耐磨性能.     

掺氮二氧化钛薄膜的常压化学气相沉积及其结构性能研究

用常压化学气相沉积（APCVD）法，以四氯化钛（TiCl4）、氧气（O2）和氨气（NH3）作为气相反应先驱体，成功制备了掺氮二氧化钛（TiO2）薄膜。XRD、XPS和UV—Vis透射光谱研究表明，氮掺杂在二氧化钛薄膜中引入Ti4O7相，抑制了锐钛矿相向金红石相的转变；氮掺杂促使光吸收限红移，提高了薄膜在可见光照射下的光催化效率，并改善了薄膜表面的亲水性能。该工艺成本低廉，成膜速度快（150nm／min），适用于工业化浮法玻璃生产线，产业化前景广阔。     

热丝CVD生长SiCN薄膜的研究

在HFCVD系统中采用SiH₄/CH₄/H₂/N₂混合气体成功的制备了SiCN薄膜.SEM照片显示制备的SiCN薄膜由棒状结构构成,而在HRTEM下发现这些棒状结构是由生长在无定型SiCN基体当中的纳米晶粒组成的.进一步的SAED和XRD分析说明SiCN纳米晶粒具有类似于α-Si₃N₄的结构.XPS和FTIR分析表明薄膜中含有Si、C、N和O几种元素以及C=N、Si-N和C-N等共价键,但是并没有观察到C-Si的存在.由实验得出结论,SiCN晶体的生长包括两个步骤:α-Si₃N₄团簇的生长和C取代其中Si的过程.     

CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜,发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主;用高倍扫描电子显微镜分析显示,渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成.     

掺氮二氧化钛薄膜的介质阻挡放电化学气相沉积及其结构性能研究

采用介质阻挡放电化学气相沉积（DBD-CVD）法,以四异丙醇钛（TTIP）作为钛源,氨气（NH3）和笑气（N2O）分别作为氮源的气相反应先驱体,成功制备了不同掺杂量的掺氮二氧化钛（TiO2）薄膜。SEM、XRD、XPS和UV-Vis透射光谱研究表明：所制得的掺氮二氧化钛薄膜均为锐钛矿相,氮源的引入对TiO2薄膜晶粒成长、晶体取向、表面形貌影响很大,并促使光吸收限红移,提高了薄膜在可见光照射下的光催化效率,并改善了薄膜表面的亲水性能。且NH3掺氮效果整体好于N2O。     

DBD-PECVD法制备CN薄膜的结构及性能研究

使用自行设计的真空系统,采用介质阻挡放电等离子体增强化学气相沉积(DBD-PECVD)法,分别以CH4/N2、C2H2/N2、C2H4/N2混合气体作为反应气体,在单晶硅片上成功制备了CN薄膜.FTIR结果证实了薄膜中碳氮原子结合成化学键,Raman结果说明薄膜中含有类金刚石结构,AFM结果表明薄膜粗糙度随放电气压的升高而逐渐增大.三种混合气体沉积的CN薄膜,以CH4/N2的沉积速度最慢,薄膜表面粗糙度最小,含H量最少;C2H2/N2的沉积速度最快,薄膜表面粗糙度最大.     

特种化学气相沉积法制备大面积纳米硅薄膜的微结构和电学性能研究

采用可与Si平面工艺兼容的特殊设计的化学气相沉积系统在玻璃衬底上制备了大面积的纳米Si薄膜.高分辨率电子显微镜和选区电子衍射分析表明,成膜温度对薄膜微结构有关键影响,衬底温度的升高促进了薄膜晶态率的提高和Si晶粒的长大.660℃成膜时非晶Si薄膜基体中镶嵌了尺寸为8～12nm,晶态率为50%的纳米Si晶粒,具有明显的纳米Si薄膜微结构特征.用变温薄膜暗电导率测试系统研究表明,随成膜温度的升高,薄膜的晶态率提高、室温暗电导率提高而相应的电导激活能降低,用热激活隧道击穿机制解释了纳米Si薄膜微结构与特殊电学性能的关系.研究了原位后续热处理对薄膜微结构和电学性能的影响,发现延长热处理时间以及采用低温成膜、高温后续退火的热处理方法能有效提高纳米Si薄膜的晶态率,进而提高其室温暗电导率.     

a-C:F薄膜结构与电学性能研究

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积（ECR-CVD）方法,以C4F8和CH4为源气体,在不同气体流量比R（R=[CH4]/（[CH4]＋[C4F8]））条件下沉积氟化非晶碳（a-C：F）薄膜.用原子力显微镜（AFM）分析了薄膜的表面形貌.用柯西（Cauchy）模型和Levenberg-Marquardt非线性迭代算法分析了薄膜的椭圆光谱.用X光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术分析了薄膜的化学成分.随着气体流量比R的增大a-C：F薄膜C-C键结构增多,薄膜C/F比增大.a-C：F薄膜的介电常数取决于电子极化并随R的增大而上升.a-C：F薄膜导电行为在低场强区域呈现欧姆特性,在高场强区域符合Poole-Frankel机制.随着C-C含量的增大,π价带态和π＊导带态之间的带隙减小,电荷陷阱深度减小,陷阱中的电子在场增强热激发作用下更容易进入导带,导致薄膜漏电流增加.