沉积压力对非平衡磁控溅射沉积MoS2-Ti复合薄膜的结构与性能影响研究

采用非平衡磁控溅射沉积技术制备MoS2-Ti复合薄膜,研究了沉积压力对薄膜的结构和性能的影响.利用XRF、轮廓仪和XRD分析测试薄膜的成分、厚度和晶相结构,用CSEM薄膜综合性能测试仪测试薄膜的硬度和与基底间的附着力,用球-盘摩擦试验机和真空环模系统评价薄膜的真空摩擦磨损性能.结果表明:降低沉积压力使溅射粒子的平均自由程变大,薄膜沉积过程中再溅射作用加强,对薄膜的结构和性能产生较大的影响.沉积压力升高,薄膜中S和Mo原子比和Ti质量分数随之增大,变化范围分别为1.50～1.77和5.8%～8.1%,薄膜沉积厚度先增大后减小,薄膜晶相结构从明显的(002)基面优势取向向准晶态转变;薄膜的硬度、与基底间的附着力都随沉积压力的升高而降低,薄膜硬度变化范围是5.7～3.5 GPa,薄膜与基底间附着力变化范围是100～75 mN;薄膜在真空环境中的减摩性能不受工作压力变化影响,摩擦因数平均值为0.02,波动范围为0.01～0.04,薄膜耐磨寿命随沉积压力升高依次为9 000,21 500,28 000,18 000 m ,工作压力低时再溅射作用破坏了MoS2分子层间的滑移能力从而使其耐磨寿命降低.     

沉积温度对非平衡磁控溅射MoS2-Ti复合薄膜的结构与性能影响研究

采用非平衡磁控溅射沉积技术制备MoS2-Ti复合薄膜,研究了沉积温度对薄膜的结构和性能的影响。利用SEM、XRF和XRD分析薄膜的形貌、成分和晶相结构,用CSEM薄膜综合性能测试仪测试薄膜的硬度和与基底间的附着力,用球-盘摩擦试验机和真空环模系统评价薄膜的真空摩擦磨损性能。结果表明:沉积温度升高薄膜中S和Mo原子比从1.72升高至1.76,Ti质量分数从8.2%降低至6.7%,薄膜从明显的(002)基面优势取向向多晶态转变,晶粒尺寸变大,棱面膜含量增多;薄膜的硬度、与基底间的附着力都随沉积温度的升高而降低,沉积温度为200℃时薄膜性能降低明显,硬度从4GPa降至2GPa,薄膜与基底间附着力从80mN以上降至35mN;薄膜在真空环境中的减摩作用不受沉积温度影响,摩擦因数平均值为0.02,波动范围为0.01～0.04,薄膜耐磨寿命随沉积温度升高而降低,50℃和100℃薄膜耐磨寿命相差不多,200℃薄膜样品耐磨寿命很差,是50℃和100℃薄膜样品的1/8～1/7。     

沉积功率对金刚石薄膜质量和结合性能的影响

借助ＳＥＭ、ＸＲＤ和Ｒａｍａｎ光谱等分析方法对不同沉积功率条件不合成的金刚石膜形貌、结构和质量进行了表征,并采用压痕试验法评定了金刚石膜与基体的结合性能。     

样品室真空度对磁控溅射Ti膜结构的影响

本文利用场发射扫描电子显微镜和能谱仪研究不同样品室真空度条件下磁控溅射Ti沉积膜膜层的氧含量和微观结构。结果发现,当样品室真空度较低时,膜层的氧含量很高,膜层为钛的氧化物;随着真空度的提高,膜层的氧含量降低,Ti的晶粒出现;进一步提高真空度,Ti晶粒更为明显,膜层的截面呈柱状晶结构。     

工艺参数对直流磁控溅射法制备氧化铝薄膜的试验研究北大核心

采用直流磁控溅射法在载玻片和不锈钢基底上制备某设计要求的氧化铝薄膜,首先采用单因素法分别分析溅射功率、氧气流量、工作压强、负偏压及本底真空度等制备参数对薄膜沉积速率的影响;在此基础上设计正交试验,研究优化范围内溅射功率、氧气流量、工作压强对沉积速率的影响,并进行极差与方差分析。结果表明,在一定工艺参数范围内,随着溅射功率的增加,薄膜的沉积速率不断增大;氧气流量增加时薄膜的沉积速率不断下降;随着工作压强的增大,薄膜的沉积速率先增大后减小,在1.0 Pa时达到最大速率;加载的负偏压增加时,薄膜的沉积速率不断降低;本底真空度提高时薄膜的沉积速率不断增大;通过使用XRD衍射仪对制备的薄膜进行物相检测,研究结果表明,常温下不同氧气流量制备的氧化铝薄膜均为非晶态;获取了制备所需薄膜的较优的制备工艺。     

工艺参数和局部热处理对激光沉积修复GH4169合金拉伸性能的影响

采用Inconel718合金对GH4169合金的损伤试样进行激光沉积修复试验,通过正交试验法优化工艺参数,测试分析不同扫描路径和局部热处理修复试样的显微组织、拉伸性能及显微硬度。结果表明：修复区为柱状枝晶,有Laves相析出;经局部热处理后,修复试样的平均抗拉强度和屈服强度分别提高至锻件的86.8%和98.3%,而且修复区、熔合线区及基体的硬度分布趋于一致。     

工件台偏压对非平衡磁控溅射沉积MoS_2-Ti薄膜的结构与性能影响

采用非平衡磁控溅射技术制备MoS2-Ti薄膜,研究工件台偏压对薄膜结构和性能的影响。利用XRF和XRD分析薄膜的成分和晶相结构,用CSM薄膜综合性能测试仪测试薄膜的厚度、硬度以及膜与基体的结合力,采用球-盘摩擦磨损试验机评价薄膜在真空环境下的摩擦学性能。结果表明:MoS2-Ti薄膜具有明显的(002)优势取向,薄膜中S、Mo原子比及膜厚随偏压的增加而减小,薄膜硬度及膜-基体附着力随偏压的增加而增大,薄膜在真空环境中的平均摩擦因数为0.02,受偏压影响不明显,薄膜寿命受偏压影响明显,当偏压在-100 V内变化时薄膜具有较长的寿命且随偏压的增加而增长,偏压继续增大薄膜耐磨寿命下降明显,当偏压为-200 V时薄膜不具备润滑性能。     

磁控溅射TiN薄膜低温沉积技术及其摩擦学性能研究

利用磁控溅射装置在高速钢基体上制备了TiN薄膜,研究了基体温度升高的原因及其磁控溅射的低温原理,讨论了低温与离子刻蚀、负偏压、磁场强度3个主要溅射工艺参数的关系,并对TiN薄膜的摩擦学性能进行了研究。实验结果表明,离子刻蚀、负偏压、磁场强度对低温磁控溅射TiN成膜过程具有较大的影响,所制备的TiN薄膜的耐磨性、配副适应性也较好。     

工件台转速对非平衡磁控溅射沉积MoS_2-Ti复合薄膜的结构与性能影响

采用非平衡磁控溅射沉积技术制备MoS2-Ti复合薄膜,研究了工件台转速对薄膜的结构和性能的影响.利用XRF和XRD分析薄膜的成分和晶相结构,用CSEM薄膜综合性能测试仪测试薄膜的硬度和与基底间的附着力,用球-盘摩擦试验机和真空环模系统评价薄膜的真空摩擦磨损性能.结果表明:提高工件台转速改善了掺杂金属Ti在薄膜中的分布均匀性,起到了细化晶粒尺寸,使薄膜组织结构致密性加强的效果.工件台转速变化不影响薄膜成分,薄膜的晶相从明显的(002)基面优势取向向准晶态转变;薄膜的硬度、与基底间的附着力都随工件台转速的提高而增大;薄膜在真空环境中的减摩作用与工件台转速无关,摩擦因数平均值为0.02,波动范围为0.01～0.04,薄膜耐磨寿命随工件台转速提高而延长.     

工艺参数对TiN薄膜光学性能的影响

在玻璃基片上用直流磁控溅射的方法制备氮化钛薄膜,研究了在不同氢气氯气流量比(λAr/N2)条件下和不同镀膜时间内所制备TiN薄膜对紫外一可见一近红外光的透光性能,以及对中远红外光反射能力影响.结果表明,随着氩氮流量比(λAr/N2)的增大,TiN薄膜在可见光到近红外区域透光性逐渐减小,但其对中远红外光反射能力不断增强.镀膜时间的增加使其方块电阻R□急剧减小,中远红外光反射率迅速升高到接近70%.     

柔性衬底直流磁控溅射ZnO基高性能透明导电薄膜的制备及性能研究

采用直流磁控溅射法,以柔性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基底,通过参数优化以求在室温下制备高性能ZnO/Ag/ZnO多层薄膜。实验中,使用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计、四探针电阻测试仪等仪器分别对ZnO/Ag/ZnO多层薄膜的微观结构、表面形貌、透过率及方块电阻进行测试及表征。结果表明,随着Ag层厚度增加,薄膜方块电阻急剧下降,通过改变ZnO层厚度,可有效调节薄膜光学性能,随着ZnO层厚度增加,可见光区平均透过率先增大后减小。引入品质因子FTC作为评价指标可知,当依次沉积ZnO、Ag、ZnO厚度为50nm、8nm、50nm时,薄膜光电性能最佳,其在可见光平均透过率为82.3%、方块电阻为2.8Ω/、禁带宽度为3.332eV。     

分段沉积/雕铣成形的工艺规划研究

分段沉积/雕铣成形技术是快速原型结合传统加工方法的一种新的工艺,兼有快速原型的高柔性和传统加工的高精度.对分段沉积/雕铣成形技术中零件的分段、薄壁件的加工、尖角的加工、曲面的加工等一些特殊工艺进行合理的工艺规划,提出解决措施.     

Structural and mechanical properties of (Cr,Ni) N single and gradient layer coatings deposited on mild steel by magnetron sputtering

Ternary single and gradient layer (Cr, Ni) N thin films were deposited on the mild steel substrate by unbalanced magnetron sputtering technique in order to evaluate mechanical properties for machine tools and automotive applications. Microstructure, chemical composition, surface morphology and phase analysis were carried out using field emission scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, atomic force microscopy and X-ray diffraction, respectively. Both single and gradient layer of (Cr, Ni) N coatings show a significant increment in mechanical properties such as hardness, adhesion strength and surface roughness along with the reduction of friction coefficient. Mechanical tests revealed that the hardness of the gradient layer increased up to 3.1 times due to the formation of Cr₂N and Ni phase whereas single layer showed the least friction. Single layer CrNiN layer exhibited 27.2% less surface roughness (R_a) in comparison with gradient layer. High values of surface roughness, hardness, thickness and friction could be correlated with high film-to-substrate adhesion (L_c2) for the gradient layer.     

材料性能及其结构分析对车门设计的影响

介绍了车身设计中利用先进计算机模拟软件进行模拟分析的重要性.以某型号车门为研究对象,在相同加载情况下,分析了车门关闭和开启状态下的性能.探讨了车门在这两种状态下的能量平衡、门锁处Z向位移以及车门内板应力分布情况.进行模拟分析之后,发现车门变形较大,门板角落处存在应力集中,在铰链处应力集中比较严重.通过深入分析,提出了具体的改进措施,为新车型的开发研究提供了有力支持.     

A study of the friction and wear performance of MoSx thin films produced by ion beam enhanced deposition and magnetron sputtering

MoS_x thin films were deposited by ion beam enhanced deposition (IBED) and magnetron sputtering (MS) onto the surface of IBEN Si₃N₄ and TiN thin films. The friction and wear performances of thin films and 52100 steel were compared using an SRV model reciprocating testing machine. The results showed that all MoS_x films exhibit good tribological behavior. The MS MoS_x thin film has better wear resistance and the IBED MoS_x film has a longer wear life. The wear resistance of IBED Si₃N₄ and TiN thin film plus MoS_x film is 3–4 times and 8–20 times that of single IBED Si₃N₄ and TiN thin films and 52100 steel respectively. The analyses indicate that the difference in friction and wear performance between the two kinds of MoS_x thin film is determined by the x value of MoS_x, its microstructure and the atom mixing effect at the interface.     

CAD二次开发中变结构变参数设计方法的技巧

讨论了CAD二次开发中变结构变参数设计方法的技巧,并以一个ARX程序为例,说明程序的实现和开发方法。     

基于二氧化硅溅射的PMMA和PDMS亲水改性

为了提高以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料的微流体通道的浸润性,通过溅射SiO2对PMMA和PDMS进行了表面亲水改性处理。首先,对PMMA和PDMS进行氧等离子刻蚀,改变其表面形貌;然后,溅射SiO2进行表面亲水改性处理,由不同溅射时间得到不同厚度的SiO2薄膜。在亲水处理后一段时间之内对PMMA和PDMS表面分别进行接触角测量,评价不同条件下的改性效果,并对改性后的样片进行黏接性测试。结果表明:氧等离子刻蚀后,溅射时间10min以上的PMMA表面可在10天内保持极亲水的状态;溅射时间15min后的PMMA在35天之内接触角不超过10°;PDMS的亲水性可保持10天,接触角不超过60°;高温老化处理能延缓PDMS表面疏水性的恢复。实验结果显示:氧等离子刻蚀之后,溅射SiO2的方法可使PMMA和PDMS获得较长时间的表面亲水改性效果。另外,亲水改性处理后的PDMS之间仍可实现有效黏接,改性PMMA与未改性PDMS也能有效黏接。     

薄膜厚度对直流脉冲磁控溅射Mo薄膜光电性能的影响

采用直流脉冲磁控溅射方法在SLG衬底上沉积CIGS太阳电池背接触Mo薄膜,研究了薄膜的光学和电学性能随厚度的变化关系。结果表明,随着薄膜厚度的增加,薄膜的电阻率先降低后增加,在厚度284.3nm处电阻率最低,为7.3×10-4Ω.cm。不同厚度的Mo薄膜在各个波长处(200~840nm)反射率都随波长的增加而增大。随着薄膜厚度的增加,平均反射率总的呈下降趋势,在薄膜厚度284.3nm时出现一反射率高峰,其在200~840nm波长范围内的平均反射率达43.33%。     

Influence of electrical discharge machining parameters on cutting parameters of carbon fiber-reinforced plastic

Today the use of high-strength carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) composite as a material for many engineering applications is showing an increasing demand in the industry. These composites are replacing the traditional use of steel because they offer many advantages such as very light weight, high strength, and high stiffness associated with good corrosion-resistant properties. Unfortunately, there is little technological knowledge on the electrical discharge machining (EDM) process of high-strength composite materials, especially about the CFRP. In this work, a study has made into the possibility of using EDM process as a means of machining CFRP composite. Various cutting conditions such as peak current, pulse-on time, pulse-off time and open-circuit voltage were selected to perform electrical discharge machining. The effect of electrode rotation was also studied. Optimum cutting conditions and machine settings for EDM were chosen for machining CFRP composites.     

The influence of the scene parameters and of noise on the behaviour of automatic focusing algorithms

A systematic study is presented of the properties of autofocus criteria. Special importance is attributed to their behaviour with respect to noise, working range and image sharpness, whose reproducibility has been investigated. It can be demonstrated that autofocus algorithms have either a large working range and do not focus in an unambiguous way or vice versa. From considerations of the properties of autofocus algorithms two novel algorithms have been developed which are insensitive to noise. One of these algorithms is characterized by a particularly large working range, whereas the other is capable of achieving maximum sharpness in a reproducible manner.