电弧源喷射微粒及膜沉积率空间分布

测量了冷阴极电弧源镀膜时膜沉积率及源喷出的微粒空间分布。为了获得最大沉积率及减少膜层中微粒,给出了工件最佳工作位置选择。     

电弧源喷射微粒及膜沉积率与弧电流关系

利用冷阴极电弧源镀膜时,源喷射微粒其直径从亚微米至十几微米,随弧流增加,微粒密度、膜沉积率及大直径微粒均上升。本文给出了上述试验结果及按直径分布微粒密度图。给出了阴极工作表面平均温度计算公式,计算了灼坑(CRATER)半径与弧流关系,为合理选择源工作参数,进行源设计提供了依据。     

真空电弧沉积技术中的弧源设计

讨论了真空电弧沉积中弧源设计的有关问题 ,如电弧运行模式、电弧极性、点火方式、电弧的约束方式以及宏观粒子抑制方式等。分析表明 ,合理选择电弧运行模式和电弧极性 ,以满足涂料粒子蒸发与离化的要求 ;选择合适的弧源结构 ,加强对电弧的约束与烧蚀的控制 ,或用过滤弧源 ,以抑制宏观粒子对涂层的污染 ,是成功设计弧源的关键     

真空电弧沉积技术中的弧源设计

讨论了真空电弧沉积中弧源设计的有关问题，如电弧运行模式、电弧极性、点火方式、电弧的约束方式以及宏观粒子抑制方式等。分析表明，分析表明，合理选择电弧运行模式和电弧极性，以满足涂料粒子蒸发与离化的要求；选择合理的弧源结构，加强对电弧的约束与烧蚀的控制，或用过滤弧源，以抑制宏观粒子对涂层的污染，是成功设计弧源的关键。     

阴极电弧沉积多元合金膜层的织构及其形成

采用阴极电弧沉积方法，制备了与靶材成分基本相同的多元合金Ｉｎｃｏｎｅｌ６２５膜层。用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＴＥＭ研究了不同入射角下所获膜层中的织构分布及其成因。     

阴极电弧沉积多元合金膜层的织构及其形成

采用阴极电弧沉积方法，制备了与靶材成分基本相同的多元合金Inconel625膜层[1]。用XRD，SEM，TEM研究了不同入射角下所获膜层中的织构分布及其成因。     

沉积气压对电弧离子镀制备MgO薄膜的结构及性能的影响

采用阴极真空电弧离子沉积技术在玻璃及Si衬底上成功地制备了具有择优结晶取向的透明MgO薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及紫外-可见吸收光谱仪分别对MgO薄膜微观结构、表面形貌及可见光透过率进行了测试与分析。XRD结果表明,所制备的MgO薄膜具有NaCl型立方结构的（100）、（110）和（111）3种结晶取向,在沉积气压为0.7～3.0Pa的范围内,薄膜的择优结晶取向随沉积气压的升高先由（100）转变为（110）,最后变为（111）。SEM图表明随着沉积气压的升高,MgO薄膜的晶粒逐渐变小,薄膜结晶质量变差。在380～900nm范围内,沉积气压为0.7Pa下制备的MgO薄膜其可见光透过率高于90%,随着沉积气压的升高,薄膜的可见光透过率有所下降。     

工艺条件对化学复合镀RE-Ni-Mo-P-WC沉积速度的影响及机理研究

化学复合镀RE-Ni-Mo-P-WC合金镀层具有良好的硬度、耐蚀、耐磨、抗氧化性能,但沉积速度对镀层性能有很大的影响.采用增重法研究了稀土元素、镀液温度、pH值、钼酸钠浓度对化学复合镀RE-Ni-Mo-P-WC合金镀层沉积速度的影响,并探讨了稀土元素的作用机理.结果表明,稀土元素的加入增大了复合镀层的沉积速度,其中混合稀土的作用最为明显;稀土元素的加入能促进反应离子在金属基体表面的吸附,增大阴极极化,改变界面双电层结构,从而使沉积速率加快.RE-Ni-Mo-P-WC最佳工艺条件为:混合稀土浓度4g/L,镀液温度80℃,pH值7.0～7.5,钼酸钠浓度≤0.3g/L.     

偏压对电弧离子沉积锆膜性能的影响

为研究偏压对通过电弧离子沉积法沉积的锆膜性能的影响,并探究锆膜在不同存储条件下的氧化程度,通过调整沉积过程偏压的大小以及占空比制备多组试样,利用扫描电子显微镜、X射线测厚仪、X射线衍射仪以及纳米划痕仪对薄膜的表面形貌、沉积速率、薄膜结构、膜基结合力进行了研究。并利用X射线光电子能谱测试了锆膜在不同存储状态下的氧化程度。结果表明,偏压的增大会提升膜层表面光洁度。但因高能粒子反溅射作用的增强,会降低薄膜的沉积速率。同时,膜基结合力随着偏压的增大有升高的趋势,且膜层的(100)晶面择优趋势会逐渐减小。另外,偏压占空比的增加也会导致沉积速率下降。锆膜表面的氧化层厚度随着时长会逐渐增大,且膜层在大气中暴露一天的氧化程度比真空存储(10^-5 Pa)半年严重。     

真空电弧沉积多元膜复合靶成分离析效应的研究

用Ｔｉ／Ｍｏ，Ｔｉ／Ｗ和Ｔｉ／Ｍｅ（Ｍｅ为Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金）复合靶采用真空电弧技术沉积了多元膜，并对成分离析效应及组织和性能进行了研究。结果表明，工作弧电流和阴极镶嵌体的弧斑平均电流对成分离析效应影响程度较大，Ｔｉ／Ｍｅ复合靶存在一个无成分离析效应的平衡点，多元膜结构主要为组元原子固溶于Ｔｉ２Ｎ中的结构形式，并具有较高的显微硬度。     

阴极电弧沉积TiN薄膜研究

对真空阴极电弧沉积TiN装饰膜的沉积工艺和膜层性能的关系进行了研究。结果表明:适当选择N_2分压和负偏压对于改善基体表面离子轰击清洗效果、减少液滴分布、保证膜层颜色和提高膜层耐蚀性至关重要。另外,X射线织构分析表明:(220)织构随负偏压加大而增加,而(111)织构则随N_2分压增大而增加,这可由离子轰击诱导织构效应解释。     

阴极电弧沉积技术的新发展

本文介绍了三件阴极电弧沉积的专利。这些专利代表了近年来阴极电弧沉积技术的发展状况，并给予简要的一些评论。     

真空电弧镀沉积NiCrAlY涂层工艺

研究了真空电弧镀沉积ＮｉＣｒＡｌＹ涂怪工艺,对涂层成分的离析现象进行了分析,并且探讨了沉积工艺参数对涂层微观组织结构的影响,最后讨论了真空热处理对涂层与基体之间互扩散的影响     

真空电弧沉积多元膜复合靶成分离析效应的研究

用Ti/Mo ,Ti/W和Ti/Me(Me为Fe Cr Al合金 )复合靶采用真空电弧技术沉积了多元膜 ,并对成分离析效应及组织和性能进行了研究。结果表明 ,工作弧电流和阴极镶嵌体的弧斑平均电流对成分离析效应影响程度较大 ,Ti/Me复合靶存在一个无成分离析效应的平衡点。多元膜结构主要为组元原子固溶于Ti2 N中的结构形式 ,并具有较高的显微硬度     

沉积压力对Parylene C膜性能的影响

采用X射线衍射(XRD),MOCON透湿仪等研究了不同沉积压力下制备ParyleneC膜的结晶度、水蒸汽透过性、拉伸强度、雾度、透明度随沉积压力的变化规律.结果表明,随着沉积室压力升高,Parylee C膜相对结晶度、透湿性能、拉伸强度、透明度下降,雾度增大.     

负偏压对电弧沉积镁合金膜层结构及阻尼性能的影响

采用电弧离子镀的方式在不锈钢基片上制备镁合金膜层.对膜层样品进行了物相分析,表面形貌观察,测定微区化学成分,储能模量和损耗模量.结果表明利用电弧离子镀的方法可以在钢基底上获得镁合金膜层.制备过程中基底偏压对膜层的表面形貌有较为明显的影响,对膜层的物相和化学成分影响不大.通过储能模量和损耗模量的测试结果得到膜层样品的阻尼性能,结果表明镁合金膜层能明显的提高基底材料的阻尼性能,同时膜层样品的阻尼能力与膜层的结构形貌有明显联系.     

Al含量对真空电弧沉积ZrAlN薄膜性能的影响

利用等离子体辅助电弧沉积技术在高速钢片和单晶硅片P(100)上沉积ZrAlN多元薄膜,利用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射对薄膜进行了结构和形貌表征,利用显微硬度计、摩擦磨损试验仪对薄膜的性能进行了检测,并研究了铝含量对薄膜组织结构、形貌、显微硬度及耐磨性能等的影响.结果表明:ZrAlN多元薄膜有(111)面的择优取向,随Al含量的增加,(111)衍射峰的位置向小角度偏移,当Al原子分数大于3%时,薄膜中出现AlN相;随着Al含量的增加,薄膜的硬度和耐磨损性能先增加后降低,在Al原子分数为3%时,获最高硬度1570 HV0.5N和最小磨痕宽度93μm,这是薄膜中Al含量不同引起晶体结构变化造成的.     

真空电弧离子镀膜方法沉积类金刚石膜在PMMA树脂义齿表面的应用

采用电弧离子镀膜方法,以高纯石墨为碳离子源在PMMA树脂义齿表面沉积类金刚石膜.应用xps谱和Raman谱对膜层的结构进行了理论分析,对镀膜样品进行了抗磨性能实验、病理实验和临床实验.结果表明为了提高样品的膜基结合强度,必须在DLC膜与基材之间增镀一层钛氧化物作为过渡层,必须严格控制工作电压、工作室的真空度和气氛配比.     

真空阴极电弧沉积碳氮膜的研究

以氮气为反应气体,用真空阴极电弧沉积法沉积了CNx膜,并利用金相显微镜、Auger电子谱仪、FTIR及XRD对其进了分析.结果表明真空阴极电弧沉积法可以制备含N量高、具有C≡N键和C-N键并含有晶态C3N4的CNx膜.