离子束增强沉积制备TiB_2薄膜及其性能研究

用离子束增强沉积法（IBED）在硅及铜基体上沉积了TiB2薄膜，研究了轰击离子束能量和束流对薄膜的微结构及力学性能的影响。用俄歇电子谱（AES）分析了膜的成分及其界面状况，用X射线衍射（XRD）研究了膜的微结构，并测定了膜的硬度及进行了膜的高温氧化试验。结果指出：（1）离子束轰击使薄膜晶化，从而影响到膜的硬度及抗高温氧化性能；（2）离子束增强沉积的二硼化钛薄膜是一种耐高温氧化的高硬膜。     

轰击能量对离子束增强沉积Cr—N薄膜微观结构和硬度的影响

采用离子束增强沉积（ＩＢＥＤ）技术，在不同能量氮离子的轴助轰击下制备了Ｃｒ－Ｎ薄膜，通过ＳＥＭ观察、ＸＲＤ分析和显微硬度测定，发现离子轰击能量对Ｃｒ－Ｎ薄膜的表面形貌、相组成和硬度有显著的影响；随着能量的升高，膜表明形貌由岛形颗粒状转变成蜂窝状；一定能量轰击下获得的Ｃｒ２Ｎ和ＣｒＮ混相结合有最高的薄膜硬度；高达１６ｋｅＶ的氮离子轰击可诱发非晶化的出现，并对膜有一定的强化作用。在此基础上探讨了离子轰     

镀膜参数对离子束增强沉积氮化硼薄膜中立方相含量的影响

本文介绍用离子束增强沉积（ＩＢＥＤ）法在硅片上制备氮化硼（ＢＮ）薄膜及镀膜参数对膜中立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）含量的影响的试验研究，主要研究轰击离子束密、镀膜速率、轰击束中氩气的含量及衬底温度的影响。用红外（ＩＲ）谱对膜进行了分析，结果指出：（１）在给定的轰击束能量与束密下氮化硼薄膜中立方相的含量是随镀膜速率而变化的，且存在一个最佳镀膜速率值；（２）提高离子轰击束密，则此最佳镀膜速率值也相应增大；（３）镀膜速率又是随轰击束密及轰击束中氩气含量的增大而减小的；（４）衬底温度在４００℃以下时，膜中ｃ－ＢＮ相的含量随温度提高而增加。     

非晶态Ti—B—N薄膜的制备及晶化研究

采用双靶轮流溅射技术，以Ｔｉ和六方氮化硼反应合成了Ｔｉ－Ｂ－Ｎ薄膜，并采用ＸＲＤ，ＴＥＭ和显微硬度计研究薄膜的微结构及其力学性能。结果表明，镀态Ｔｉ－Ｂ－Ｎ薄膜为非晶体Ｔｉ（Ｎ，Ｂ）化合物，其硬度达到ＨＫ２４７０；薄膜经过热处理晶化形成ＴｉＮ结构类型的Ｔｉ（Ｎ，Ｂ）晶体，硬度略有降低。     

IBAD合成CNx／NbN纳米多层膜

用离子束辅助沉积技术（ＩｏｎＢｅａＡｓｓｉｓｔｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＩＢＡＤ）制成ＣＮｘ／ＮｂＮ纳米多层膜，研究了工艺参数（轰击能量，基片温度）对膜的结构和性能的影响，分析表明，多层膜内的ＮｂＮ为多晶结构，在轰击能量为４００ｅＶ，基片温度为６００℃时，得到了与β－Ｃ３Ｎ４的晶面间距相对应的三条电子衍射环，基片温度的上升，膜层的硬度上升，轰击能量增大，则膜层的硬度表现为先上升后下降，最大显微硬度     

TiB2的含量对Al2O3／TiB2陶瓷材料的高温氧化行为的影响

研究了不同ＴｉＢ２含量的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷材料的高温氧化行为。用ＸＲＤ和ＳＥＭ分析材料氧化后的相组成及显微结构，探讨了该材料的氧化机理和氧化膜的破坏方式。结果表明，不同ＴｉＢ２含量的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷材料在１４００℃空敢中氧化３０ｈ的氧化增重符合抛物线规律。     

离子束辅助沉积制备的铁锆多层膜中的相演化

研究了用氩离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）技术制备的铁／锆多层膜中的微结构演化规律。实验中所使用的氩离子能量范围为４ｋｅＶ到１２ｋｅＶ,束流密度为１２μＡ／ｃｍ＾２。实验结果表明,用ＩＢＡＤ技术右在富锆端制备出完全非晶化的薄膜。对于Ｆｅ（０．５４ｎｍ）／Ｚｒ（４．５ｎｍ）多层膜,随Ａｒ离子能量的增加,在薄膜中还观察到晶态－非晶－亚稳ｆｃｃ相－非晶－晶态的结构转变。对于富铁合金膜,ＩＢＡＤ技术仅能制备部分非晶化的薄膜。     

TiB2超硬薄膜的合成及性能

采用离子束溅射方法制备了ＴｉＢ２硬质薄膜，ＡＦＭ观察表明薄膜表面非常光谱，ＡＥＳ、ＸＲＤ和ＸＰＳ分析证明薄膜中主要是Ｂ、Ｔｉ比为１．８，六方结构的ＴｉＢ２多晶体、且呈现强烈的（１０１）择优取向，由超显微压痕测量系统测得的加载、卸载曲线计算得到的薄膜的显微硬度比高达４８ＧＰａ     

镍基合金上离子束辅助沉积双轴取向的YSZ膜—YBCO超导膜缓冲层

用双离子束辅助沉积（ＩｏｎＢｅａｍＡｓｉｓｔｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＩＢＡＤ）方法在Ｎｉ－Ｃｒ合金上合成了具有（００ｌ）择优取向，平面双轴排列的ＹＳＺ膜（Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２）作为ＹＢＣＯ超导膜缓冲层。辅助轰击离子束方向与衬底法线的夹角５４０左右时可获得最佳的（００ｌ）择优效果。８０００Ｃ高温退火后其结构有较大的改善。在其上用ＭＯＣＶＤ方法生长的ＹＢＣＯ膜的Ｔｃ＝８８Ｋ，Ｊｃ＝１０×１０４Ａ／ｃｍ２（０Ｔ，７７Ｋ），并且从Φ扫描的结果说明了ＹＳＺ缓冲层上ＹＢＣＯ膜的生长机制。     

IBAD薄膜与基体界面的显微结构

采用中能离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）技术，在单晶Ａｌ２Ｏ３（０００１）基片上沉积Ｍｏ膜，在ＧＡＡｓ（００１）基片上合成Ｆｅ１６Ｎ２薄膜，用ＨＲＥＭ等研究了Ｍｏｅａｊｄ－Ａｌ２Ｏ３（０００１），Ｆｅ１６ｎ２膜－ＧａＡｓ（００１）界面的显微结构，结果表明：Ｍｏ膜的晶粒呈细小柱状或纤维状，晶粒平均尺寸约８ｎｍ，Ｆｅ１６Ｎ２薄膜为等轴晶，晶粒平均尺寸约为１０ｎｍ，在Ｍｏ膜－Ａｌ２Ｏ３（０００１）界面及Ｆｅ１     

低能离子束轰击对非晶Ni-P薄膜组织与性能的影响

用X－射线衍射仪（XRD），俄歇电子能谱分析仪（AES），电子探针（EPMA），差示扫描量热仪（DSC）和超微显微硬度计研究了低能氮离子束对非晶Ni-P合金镀层进行轰击的晶化规律，分析了在低能氮离子束作用下的非晶薄膜的组织结构和显微硬度，结果表明，用能量为3．0－4．0keV，束流为80－200mA的低能氮离子束对非晶Ni-P镀层进行轰击，镀层中可以晶化析出Ni和Ni3P相，并在Ni(111）晶面上出现择优取向。随低能氮离子束的轰击能量和束流的增大，Ni-P非晶镀层中Ni和Ni3P的晶化温度下降，束流对晶化温度的影响比加速电压的影响大。载能粒子对非晶薄膜的作用，产生氮离子注入效应，使表层的含氮量增加。随束流的增加，显微硬度增加减缓，而随氮离子束加速电压增加，显微硬度增加明显，在4000V加速电压的氮离子束轰击下，显微硬度达到HV2131，比一般退火晶化方法所得到的显微硬度显著提高。     

离子束增强沉积TiN薄膜的研究

利用多功能离子束增强沉积设备，采用三种不同工艺方法制备ＴｉＮ薄膜，并对制备的ＴｉＮ薄膜进行了ＡＥＳ，ＸＰＳ，ＸＲＤ，ＲＢＳ和ＴＥＭ等分析。结果表明：所制备的薄膜都有很好均匀性，ＴｉＮ薄膜处在压应力状态；在溅射沉积的同时，在０－２０ｋｅＶ范围内，Ｎ＾＋和Ａｒ＾＋离子的轰击使得ＴｉＮ薄膜的生长呈现不同择优取向；随着Ｎ＾＋离子轰击能量的增加，制备的ＴｉＮ薄膜的晶粒增大。     

轰击能量对离子束增强沉积Cr-N薄膜微观结构和硬度的影响

采用离子束增强沉积（IBED）技术，在不同能量氮离子的辅助轰击下制备了Cr－N薄膜；通过SEM观察、XRD分析和显微硬度测定，发现离子轰击能量对Cr－N薄膜的表面形貌、相组成和硬度有显著的影响：随着能量的升高，膜表面形貌由岛形颗粒状转变成蜂窝状；一定能量轰击下获得的Cr2N和CrN混相结构有最高的薄膜硬度；高达16keV的氮离子轰击可诱发非晶化的出现，并对膜有一定的强化作用。在此基础上探讨了离子轰击能量对合成Cr－N薄膜结构与性能的影响效应。     

含铁聚合物薄膜的制备,结构和性能

采用等离子体增强金属有机化合物化学气相沉积工艺制备含铁聚合物薄膜。考察了偏压，源物加热电压对膜的沉积速率及膜中Ｆｅ的填充系数的影响。用ＩＲ，ＸＰＳ，ＴＥＭ和ＴＥＤ对膜的组成和结构２进行了分析，表明薄膜具有Ｆｅ团簇镶嵌在聚合物基质中的杂混结构特征。对薄膜的光学，电学及湿敏特性进行了研究，证明膜的填充系数对膜的结构和性能都有很大的影响。     

Ti—B超硬薄膜的合成及其显微结构和显微硬度的研究

采用离子束增强沉积方法，在ｐ型单晶硅衬底上，通过不同能量的氙离子辅助轰击，以不同的沉积速率制备了Ｔｉ－Ｂ超硬薄膜。Ｘ射线衍射分析结果表明，Ｔｉ－Ｂ薄膜呈ＴｉＢｘ多晶结构，其晶化程度蒸发速率的不同而变化，而其缺位值ｘ随氙离子轰击能量的不同而变化。     

氢化非晶硅激光诱导结晶膜微结构的椭偏谱分析

用ＸｅＣｌ准分子激光器对氢化非晶硅（ａ－Ｓｉ：Ｈ）薄膜进行了诱导晶化处理。测定了结晶膜的椭偏谱。利用多层膜模型与Ｂｒｕｇｇｅｍａｎ有效介质近似（Ｂ－ＥＭＡ）分析了结晶膜的微结构特性。研究表明：低能量密度辐照形成的结晶层需用含有ａ－Ｓｉ：Ｈ的ＥＭＡ混合物表征，说明其结晶度相对较低；而高能量密度辐照形成的结晶层，因基结晶度较高，可用不含ａ－Ｓｉ：Ｈ的ＥＭＡ混合物表征。在结晶膜与衬底之是形成了互混层，其     

透明BaO·B2O3玻璃陶瓷的表面形貌、结构特征及光学性能

以ＢａＣＯ３、Ｈ３ＢＯ３为原料，经高温熔融及控制热处理，获得了ＢａＯ·Ｂ２Ｏ３透明玻璃陶瓷。利用ＸＲＤ、ＳＥＭ等手段研究了该材料的结构特征及表面形貌。结构表明，在玻璃表面得到了含有单一β－ＢａＢ２Ｏ４（ＢＢＯ）晶相结构的析晶薄膜层，薄膜表面均匀，单膜厚度约２μｍ，晶粒平均尺寸约０．２μｍ，且微晶粒沿α轴方向优先生长；析晶优先从玻璃表面开始向内部进行，形成晶化层－玻璃－晶化层三元“夹心”结构。该玻璃     

类金刚石碳膜的结构特性与耐磨性能

采用双离子束增强沉积（IBED）和离子束直接沉积（IBD）技术，在CHn 能量为200~550eV和3～25keV范围内沉积的类金刚石薄膜具有光滑平坦的表面和非晶结构。X光电子谱和Raman光谱分析、以及显微硬度测量的结果表明，随着轰击离子能量的降低，薄膜的金刚石特性增强；在200～550eV能量范围内制备的DLC膜具有明显的sp3键特征和很高的显微硬度。沉积在GCr15钢上的DLC膜与GCr15钢的摩擦学对比实验表明，DLC膜具有很低的摩擦系数、比磨损率和高的抗磨损指数，这证明采用上述两种方法制备的DLC膜具有优良的抗摩擦磨损性能。     

Ba1—xSrxTiO3薄膜的制备及特性研究

用溶胶－凝胶方法制备Ｂａ１－ｘＳｒｘＴｉＯ３（ＢＳＴ）薄膜材料，研究薄的结构和电性能。用ＸＤＲ及ＳＥＭ分析了沉积在硅片上的ＢＳＴ薄膜的结构，测试了在室温下ＢＳＴ薄膜的电滞回线及介电特性。     

C2H2／N2流量比对沉积Ti（C,N）薄膜影响的研究

以Ｃ２Ｈ２和Ｎ２为反应气体，Ａｒ作载气，用多弧离子法在高速钢基片上沉积Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）薄膜。所制轩的薄膜分别用ＳＥＭ，ＸＲＤ，ＸＰＳ等技术进行分析与测试。结果表明，薄膜结构比较致密，膜厚在１．５－２．０μｍ。