电弧离子镀弧源的研制进展

电弧离子镀作为一种经典的PVD技术已经在涂层领域得到了长足的发展,但沉积过程中产生的宏观大颗粒问题限制了其在纳米功能涂层中的应用.弧源作为电弧离子镀膜设备的核心部件,是宏观大颗粒产生的源头,直接决定镀膜系统的成膜质量.阐述了三类不同靶材形式传统弧源的特点,分析总结了近年来新型弧源研究和应用现状,综述了新型弧源在控弧磁场...     

电弧放电离子镀

一种新的镀膜技术——电弧放电离子镀研制成功。用于金属膜和金属氧化物膜的制备,已获得了很好的效果。该技术对研究高质量的光学膜将具有很大的潜力。     

电弧离子镀的旋转横向磁场弧源设计

电弧离子镀工艺中电弧蒸发产生的大颗粒污染严重影响了所沉积涂层的性能.为了从源头上解决大颗粒难题,本文提出了一种新的旋转横向磁场的设计思路,通过频率和强度可调且覆盖整个靶面的旋转横向磁场控制弧斑的运动.通过有限元模拟磁场的分布,对旋转横向磁场控制的电弧离子镀弧源进行了优化设计.并根据方案制作了旋转磁场发生装置及其电源,使该弧源的旋转磁场具有多模式可调频调幅的功能,用以改善弧斑的放电形式,提高靶材刻蚀均匀性和靶材利用率,减少靶材大颗粒的发射,用以制备高质量的薄膜以及功能薄膜,以拓展电弧离子镀的应用范围.     

电弧离子镀中真空电弧稳定性控制方法

电弧离子镀技术中真空电弧的工作稳定性对于制备高质量的涂层至关重要。本研究通过在一系列工艺条件下开展电弧离子镀镀膜实验,研究和分析了电弧离子镀中磁场、靶面污染物、靶面温度、靶面尺寸和形貌、维弧电流以及工作气体种类和压力对真空电弧稳定性的影响,从而得出了提高电弧稳定性的控制方法。     

真空电弧蒸发源及其在刀具涂层离子镀中的应用

利用真空电弧蒸发源进行刀具涂层离子镀，目前在国内已经开始得到应用。但是， 对电弧蒸发源的设计及刀具涂层工艺等方面的研究尚存在一定问题。本文针对这些问 题，对电弧蒸发源的结构、工作原理以及设计中的若干问题进行了论述。文中最后还就 提高刀具涂层质量方面应采取的几点工艺措施进行了介绍。     

磁过滤电弧离子镀技术

冷阴极反离子镀技术自从问世以来,由于具有高电离度和较高的离子能量,因而在镀制高硬度、高耐磨性薄膜方面得到了广泛的应用。如切削刀具、模具上的硬质薄膜、汽缸活塞环发动机内壁上的抗磨损薄膜,等等。同时由于电弧离子镀设备结构简单、镀膜过程容易控制,它在装饰镀方面也获得了广泛的应用,如仿金镀以及一些五金件的装饰镀。但是由于普通电弧离子镀膜过程中阴极会产生大量液滴（微粒）,并与金属离子一起沉积在基片上,因而限     

多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀弧源设计

采用有限元模拟对多模式交变耦合磁场进行了优化设计,介绍了多波形电磁线圈控制电源的原理,并对按此原理制作的电源进行了测试,分析讨论了不同波形励磁电流条件下磁场对于弧斑运动的影响,提出了一种多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀弧源设计原理及方案。研究表明:轴对称发散磁场有推动弧斑向外扩展的趋势,轴对称拱形磁场将弧斑约束在固定的轨道,反极性聚焦导引磁场有约束弧斑在靶材中心的趋势,多模式反极性动态聚焦导引磁场与轴对称发散磁场或者拱形磁场叠加,可形成动态的拱形耦合磁场,动态的控制弧斑运动,改善弧斑放电状态,减少颗粒发射;在聚焦磁场引导下,等离子体稳定的传输,同时可以增强等离子体的粒子碰撞机率,提高离化率和离子密度。反极性动态聚焦导引磁场线圈由多波形电磁线圈控制电源驱动,可输出频率、幅值单独可调的直流及直流偏置的三角波、矩形波、馒头波、正弦波及其他形式的交变电流,实现对弧斑的多种模式控制。     

电弧离子镀硬质梯度薄膜技术

电弧离子镀设备若具有必要的功能条件，就可用纯金属分离靶弧流控制技术来制取多元硬质梯度薄膜，本工作明确合成梯度薄膜的工艺原则，并以TiAl多层合金梯度薄膜和（Ti,M)N(M为Zr,Nb等元素）硬质梯度薄膜为例，进一步开说明该技术的工艺过程，对实际效果给予评定。结果表明，用电弧离子镀技术制备多元硬质梯度薄膜，具有操作简便、没积速度快、成分调节范围宽等优点，为多元复合硬质薄膜的合金强化机制与结构优化研究，提供了关键的技术条件。     

多弧离子镀设备阴极电弧蒸发源工作稳定性的研究

多弧离子镀技术近年来发展极为迅速，已生产出多种类型的多弧离子镀设备并已投产使用。设备中阴极电弧蒸发源工作性能的好坏直接影响到产品质量。本文在大量实验的基础上对蒸发源的工作稳定性，进行了探讨、研究，分析其影响因素和原因，并提出一些解决办法。     

电弧离子镀硬质梯度薄膜技术

电弧离子镀设备若具有必要的功能条件 ,就可用纯金属分离靶弧流控制技术来制取多元硬质梯度薄膜 ,本工作明确合成梯度薄膜的工艺原则 ,并以TiAl多层合金梯度薄膜和 (Ti,M)N(M为Zr ,Nb等元素 )硬质梯度薄膜为例 ,进一步展开说明该技术的工艺过程 ,对实际效果给予评定。结果表明 ,用电弧离子镀技术制备多元硬质梯度薄膜 ,具有操作简便、沉积速度快、成分调节范围宽等优点 ,为多元复合硬质薄膜的合金强化机制与结构优化研究 ,提供了关键的技术条件     

交流电弧离子镀技术的研究

本文论述了交流电弧的伏安特性、再引弧现象和电弧稳定性三个方面的性能。介绍了交流电弧离子镀的原理和结构。本文指出，交流电弧离子镀技术在沉积ＴｉＡｌＮ等多元涂层方面有它非常突出的优势。     

脉冲偏压电弧离子镀CrAlN薄膜研究

在高速钢和不锈钢基体上用脉冲偏压电弧离子镀技术制备了CrAlN薄膜,研究了脉冲偏压对薄膜成分、结构和性能的影响,并进行了900℃下的高温抗氧化性能检测。结果表明,薄膜中Al的相对含量随着脉冲偏压的增加而降低;薄膜的相结构由立方CrN和Al相组成;薄膜的硬度随脉冲偏压的增加而增大,在偏压幅值为-500 V时,硬度可达21.5 GPa;薄膜具有高达70 N的膜基结合力;此外,薄膜在900℃的大气中保温10 h,没有出现明显的氧化现象;在合成的三种薄膜中,在脉冲偏压为-500 V×40 kHz×40%时的薄膜具有最好的综合性能。     

电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的透射电镜研究

采用透射电镜技术对电弧离子镀制备的NiCoCrAlY涂层的微观组织结构进行了研究,结果表明,电弧离子镀沉积后,在DSM11高温合金基体γ′相中析出大量的弥散纳米γ相颗粒,析出的γ相与γ′相取向相同.γ′晶胞内部出现大量的堆垛层错,涂层与基体界面之间的应力处于一个较低的水平.电弧离子镀方法沉积的NiCoCrAlY涂层具有纳米晶体的结构,且涂层比较致密.真空退火后涂层内部的结合更致密,晶粒明显长大,部分晶粒有孪晶出现,并伴随β-NiAl或CoAl相析出.     

电弧离子镀纳米TiO2光催化薄膜

采用电弧离子镀法在普通玻璃表面制备透明的TiO2薄膜,AFM、XRD分析TiO2薄膜表面形貌和结构,结果表明经过500℃退火后TiO2薄膜主要为锐钛矿结构.对纳米TiO2薄膜进行了亲水性研究和光催化降解有机物甲基橙和罗丹明B的研究,发现在紫外光照射下纳米TiO2薄膜表现出强光催化活性和超亲水性.     

柱形靶电弧离子镀系统的研究

柱形靶电弧离子镀系统是在吸收了平面靶电弧离子镀系统高电离率、高沉积速率等优点的基础上,又综合了柱型磁控溅射系统装炉量大、设备结构简单等优点而研制出的一种新型镀膜技术。柱形阴极靶置于真空室的中央,弧斑在绕柱靶表面高速旋转的同时,可人为地控制弧斑沿柱靶表面往复运动。因而靶面刻蚀均匀,镀膜均匀区宽。通过控制弧斑的移动速率,可细化膜层组织,减少熔滴。被镀工件置于阴阳极之间,只作自转,无需公转。不仅简化了工件架的结构,而且对不同尺寸的工件可以混装。在制备氮化钛超硬薄膜时,沉积速率可达4～8μm/h。     

电弧离子镀沉积工艺参数的影响

电弧离子镀是真空镀膜技术中最常用的技术之一,目前在科学研究及工业生产中都得到了长足发展。但是在薄膜沉积过程中的工艺参数如弧电流、沉积气压、沉积温度等对薄膜结构及性能的影响多分散于不同的文献中,不利于对这些参数的认识与深入理解。本文综述了电弧离子镀中的工艺参数的作用,这些参数包括弧电流、弧电压、沉积气压、靶基距、基体偏压、沉积温度及外加磁场等。通过对薄膜沉积过程中工艺参数的总结,可加深这些参数对薄膜结构及性能影响规律的理解,促进真空镀膜技术的工艺开发及技术进步。     

同轴旋转封闭场电弧离子镀的研究

同轴旋转封闭电弧离子镀设备兼有平面电弧离子镀和同轴磁控溅射的优点，它在同轴靶上建立电弧放电，并采用旋转封闭磁场将电弧斑约束在长腰形的磁环隙内作螺旋运动，随磁路系统旋转而在阴极靶表面上产生旋转的电弧放电。靶处在镀膜室中央，结构简单，膜层均匀、操作方便。工件架安装在阴、阳极之间，其只需自转、无需公转、工件装载量多。利用本设备在手表表壳上镀制氮化钛膜层，其工艺重复性好，膜层与基体结合牢固，且靶材利用率高     

偏压对阴极电弧离子镀AIN薄膜的影响

在不同基体负偏压作用下,用阴极电弧离子镀等离子体物理气相沉积（PVD）方法在单晶Si(100）基片上获得六方晶系的晶态AIN薄膜。用X射线衍射仪分析了沉积膜的物相组成和晶格位向随偏压的变化。在扫描电子显微镜（SEM）下观察沉积膜的显微组织形貌。结果表明,在较小偏压下,AIN膜呈（002）择优取向,表面致密均匀;在较大偏压下,AIN膜呈（100）择优取向,表面形貌则粗糙不平,AIN薄膜的择优取向及表面形貌受到不同偏压下不同离子轰击能量的影响。