MPECVD中氧化硅阻隔层性能的研究

介绍了用磁增强等离子体化学气相沉积技术在连续(Roll-to-Roll)系统中,在PET薄膜表面沉积纳米SiOx阻隔层薄膜的工艺。研究了不同工艺条件下,薄膜的阻隔性能、颜色变化及其影响因素。实验得到:在单体和氧气的混合反应气体中,提高氧气的比例有利于增加薄膜透明性,并且得到的氧化硅膜由黄褐色趋近于无色透明。通过红外光谱仪对薄膜的成分进行了分析,用分光光度计和紫外可见分光光度计测量了薄膜颜色和透明性变化,分析了其影响产生的机理。     

SiOx包装阻隔薄膜的发展现状及其制备方法

SiOx阻隔薄膜具有优异的阻隔性,并且光透过性和微波透过性好,在阻隔包装领域的应用前景广泛,介绍了SiOx包装阻隔薄膜的制备方法:物理气相沉积,等离子体聚合及大气下等离子体聚合等.     

射频等离子体聚合SiOx薄膜的研究

在射频等离子体放电条件下，以六甲基二硅氧烷（Hexamethyldisilone，HMDSO）为单体，氧气为反应气体，在PET薄膜及载玻片上聚合SiOx薄膜。通过红外光谱（FTIR）分析了工作压强、功率、单体氧气比、聚合时间等对聚合薄膜的结构和沉积速度的影响；通过扫描电子显微镜（SEM）观察了薄膜的表面形貌；通过表面轮廓仪测试了薄膜厚度，计算了沉积速率并对薄膜的均匀性做了研究。在38％恒温水浴箱中进行的水蒸汽阻隔实验表明，PET薄膜的阻隔性能得到有效的提高。     

射频磁控溅射SiOx薄膜的制备与阻隔性能研究

利用磁控溅射技术,以SiO2为靶材,Ar为射频源气体,在PET基材上制备SiOx薄膜.研究了不同放电功率、氩气流量、镀膜时间等参数对SiOx薄膜阻隔性能的影响.结果表明:在一定范围内,薄膜的阻隔性能随放电功率的增大而增大,而后逐渐减小;氩气流量对薄膜的阻隔性能也有一定影响;镀膜时间在10min时SiOx薄膜的阻隔性能最好.扫描电镜SEM测试表明,在氩气流量为100cm3/min,镀膜时间10min,1500W放电功率下制备的SiOx薄膜阻隔性能较好、表面较均匀.     

新型高阻隔性包装材料——GT薄膜

近年来,国际上出现了一种新型高阻隔性包装材料镀膜材料,它是以PET膜为基材,在其表面沉积SiOx蒸汽而形成的一种高阻隔性透明包装薄膜,简称GT薄膜.由于使用了SiOx这种制造玻璃的成分,所以GT薄膜也被称为"软玻璃".目前,这种包装材料在美国、日本、欧洲等国家的商品包装中已经得到广泛应用.     

大气压等离子体制备类二氧化硅薄膜的实验研究

本文利用六甲基二硅氧烷(HMDSO)作为硅的先驱粒子,氮或氩气为稀释气体,进行了大气压等离子体化学气相沉积类二氧化硅薄膜的实验研究.运用红外光谱(FTIR)、光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对沉积的薄膜进行结构和表面分析.实验表明,当功率一定时,在低的HMDSO含量下,硅衬底上得到了一层平整、致密、连续的薄膜沉积.红外吸收谱分析呈现出明显的Si-O-Si吸收峰,表明了类二氧化硅结构,其中的[Si]/[O]含量比达到1∶1.56.当HMDSO含量增加时,薄膜中含碳键成分增加,薄膜表面的大颗粒增多.相对地氮气而言,氩气在大气压下更容易获得稳定均匀的等离子体和更大的生长速率/功率比.     

等离子体增强原子层沉积技术制备过渡金属薄膜的研究进展

原子级的处理对应用于计算和数据存储的最先进的电子设备,以及与物联网、人工智能和量子计算相关的新兴技术正变得越来越重要。等离子体增强原子层沉积(PEALD)是一种原子级表面沉积技术,由于其较高的反应活性以及较低的沉积温度日益受到研究者的关注。本文介绍了PEALD技术的基本原理以及相对于其他薄膜沉积技术的优势,之后从前驱体和基底材料的影响等方面介绍了利用PEALD制备Ti、Co、Ni、Cu、Ru、Pd、Ag、Ta、Ir和Pt等过渡金属薄膜以及它们在微电子领域的应用现状,最后进行了总结和展望。     

新型高阻隔有机氧化硅薄膜制备

采用等离子体化学聚合,在氧化硅层表面聚合单层甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)改善其脆性,提高氧化硅薄膜阻隔性能和柔韧性能的研究.通过无机氧化硅层和有机GMA层交叠沉积来研究不同沉积参数对薄膜的阻隔性能影响.红外光谱(FTIR)分析在1030 cm-1和1730 cm-1处出现硅氧和羰基特征峰表明沉积薄膜为氧化硅和GMA.通过透氧性能测试(OTR)表明,沉积薄膜叠合顺序为氧化硅/GMA/氧化硅并且叠合六层时阻氧性最好,OTR为0.125(ml/m2·24 h)(原膜为130(mL/m2·24 h)).表面形貌分析表明薄膜由表面粗糙度较高的氧化硅层和粗糙度较低的有机GMA混合叠加在一起,并进一步从表面形貌角度说明三层叠合时,薄膜OTR较好的原因.按照GB/T 10004-1998标准,采用CPP为内封层,湿式复合工艺实验表明,复合薄膜的热封层良好、机械性能好.     

微波等离子体化学气相沉积技术制备金刚石薄膜的研究

介绍了微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）制备金刚石薄膜的研究情况，重点论述了该法的制备工艺对金刚石薄膜质量的影响及其制备金刚石薄膜的应用前景。     

大气压非平衡等离子体沉积氧化硅薄膜

本文搭建了一套大气压等离子体薄膜沉积系统,其装置采用喷枪方式,结合运动机构控制喷枪按特定轨迹移动镀膜。四乙氧基硅烷(TEOS)作为硅的先驱体,氮气为先驱体载气和等离子体放电气体,基底温度50℃～300℃,进行了大气压等离子体化学气相沉积氧化硅薄膜的研究。运用红外光谱(FTIR)、光学椭偏仪,扫描电镜(SEM)和纳米压痕仪对沉积的薄膜进行了表征。研究表明,薄膜中富含Si—O—Si键且有少量S—OH键;较高基底温度有利于在硅基底上得到一层平整致密的薄膜;基底温度300℃时薄膜硬度达到4.8GPa,略低于采用PECVD方法沉积的氧化硅薄膜。     

等离子喷涂-物理气相沉积制备7YSZ热障涂层及其热导率研究

通过等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术在3种不同工艺参数下制备7YSZ热障涂层。采用XRD和SEM分析涂层的相结构和微观组织,利用激光脉冲法测量涂层不同温度下的热导率。结果表明:通过调整工艺参数中电流的大小和等离子气体成分,可以制备截面呈柱状、致密层状和柱-颗粒状混合组织结构,表面呈"菜花"状或起伏的多峰状的YSZ热障涂层。涂层的相结构由粉末的单斜相氧化锆(m-ZrO_2)转变为涂层中的四方相氧化锆(t-ZrO_2),并保留至室温。在700~1100℃时,YSZ涂层的热导率随着温度的升高而增大。柱状晶结构涂层因具有较大的孔隙率,可以有效降低涂层的热导率,其热导率为1.0~1.2W·m~(-1)·K~(-1);而层状结构涂层由于比较致密,其热导率相对较高。     

氧化硅阻隔膜的制备及对水蒸气的阻隔特性研究

利用强流电子束蒸发技术在厚度为12μm的PET基材上制备了阻隔性能优良的高阻隔SiOx薄膜.所制备的SiOx薄膜无色透明,与基材附着牢固;PET基材上的SiOx薄膜厚度不同,对水蒸气的阻隔性能不同.膜厚为340～3200nm时,阻隔性能可提高1～32倍.通过控制真空度和蒸发速率等参数可以控制SiOx薄膜的有关性能.     

等离子喷涂铈酸镧热障涂层

采用等离子喷涂铈酸镧（La₂Ce₂O₇, LC）粉末制备了铈酸镧热障涂层（TBCs）.由于等离子喷涂过程中CeO₂的挥发量较多,造成涂层的实际成分为La₂Ce_1.66O_4.32,与原始粉末成分相比有所偏离.在1400℃下经240h热处理后LC涂层发生轻微的分解.在1000℃下LC块材的热导率约为0.51W/(m·K),比传统的氧化钇部分稳定的氧化锆（YSZ）块材的热导率降低了约75%.LC涂层的热膨胀系数（CTE）在450～1100℃范围内介于10×10^-6～13×10^-6K^-1,与相应温度范围内的YSZ相比较高.热膨胀性能测量表明,LC涂层从室温升到1250℃时发生轻微的烧结,在1250℃保温过程发生明显的烧结现象.LC热障涂层在1100℃条件下经60次热循环后从陶瓷层内部发生剥落.     

Laser Remelting of Plasma Sprayed Thermal Barrier Coatings

A CO2 continuous wave laser with defocused beam was used for remelting the surface of plasma sprayed ZrO2-8 Wt pct Y2O3 (8YSZ)/Ni22Cr10AlY thermal barrier coatings (TBCs) on GH536 superalloy substrate. Two main laser processing parameters, power and travel speed, were adopted to produce a completely remelted layer, and their effects on remelted appearance, remelting depth, density and diameter of depression, space of segment crack and remelted microstructure were evaluated. With energy of 4.0 to 8.0 J.mm(-2), an appropriate laser processing for applicable remelted layer was suggested.     

热喷涂及电子束物理气相沉积技术在热障涂层制备中的应用

对常用热障涂层制备技术,包括火焰喷涂、爆炸喷涂、大气等离子喷涂、高能等离子喷涂、超音速等离子喷涂、低压等离子喷涂、溶液注入等离子喷涂及电子束物理气相沉积技术进行了综述.介绍了上述几种制备技术的原理、工艺特点、存在不足及解决措施.认为发展爆炸喷涂工艺、溶液注入等离子喷涂工艺与EB-PVD工艺及其在新型热障涂层制备中的应用将是热障涂层制备技术研究的重点.     

制备参数对等离子喷涂热障涂层高温冲蚀性能的影响

燃机热端部件热障涂层实际服役过程中不可避免发生高温冲蚀,引起涂层失效。采用等离子喷涂工艺制备不同喷涂距离、不同喷涂功率的热障涂层,并对其进行1 000℃/60°高温冲蚀试验,研究制备参数对热障涂层耐高温冲蚀性能的影响规律。结果表明:42 kW功率制备涂层,随喷涂距离的增加(110,120,130 mm),涂层耐高温冲蚀性能降低,冲蚀率显著增大(31.40,45.11,76.79 mg/g);110 mm喷涂距离下制备涂层,随喷涂功率的增加(39,42 kW),涂层耐高温冲蚀性能提高,冲蚀率减小(58.86,31.40 mg/g);涂层力学性能是影响其高温冲蚀性能的重要因素。     

Preparation and Corrosion Resistance of Magnesium Coatings by Magnetron Sputtering Deposition

Magnesium coatings were fabricated on stainless steel substrates (1Cr11Ni2W2MoV) by a plane magnetron sputtering technique. The argon pressure and the substrate condition (including temperature and the substrate was rotated or fixed) were varied in order to evaluate the influence of the parameters on the crystal orientation and morphology of the coating. The corrosion behavior of the coatings in 1 wt pct NaCl solution was studied by electrochemical methods.The results showed that all coatings exhibited preferred orientation (002) as the argon pressure increased from 0.2 to 0.4 Pa. The morphologies of the coatings varied with the argon pressure and with whether the substrate was rotated or fixed. The open circuit potential of the coatings was more positive than that of cast AZ91D magnesium alloy.However, the immersion test in 1 wt pct NaCI solution showed that the corrosion rates of the coatings were higher than that of cast AZ91D magnesium alloy.     

等离子体激活电子束物理气相沉积NiCoCrAlY涂层的制备及微观组织结构研究

针对传统电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备的柱状晶结构MCrAlY涂层存在线性缺陷的问题,本文建立了等离子体激活EB-PVD(PA EB-PVD)设备,并采用PA EB-PVD技术制备出了具有等轴晶结构的新型NiCoCrAlY涂层。结果表明,增大电弧放电电压和基板偏压均可以提高沉积粒子的能量。随着沉积粒子能量增强,涂层逐渐由柱状晶结构转变为致密等轴晶结构,晶粒尺寸增大;另一方面,涂层成份离析效应增强,主要体现在Al含量降低和Cr含量升高。