计量光栅盘真空镀铬机理与工艺研究

在计量光栅盘的制作过程中,真空镀铬是影响计量光栅盘精度和成品率的主要工序之一。为了提高计量光栅盘的精度及成品率,对计量光栅盘真空镀铬原理及膜层形成机理进行了分析,给出了影响铬层致密性及牢固度的主要因素与铬层均匀性和蒸发距离之间的关系式,并针对其原因对相关工艺进行了改进,实验证明改进后的工艺对改善铬膜的致密性和牢固度及均匀性起到了一定的作用,使计量光栅盘的成品率提高了10%,同时也为进一步改善后续工艺提供了理论依据。     

H2SO4浓度对6061硬质阳极氧化膜层质量的影响

针对低浓度硫酸进行硬质阳极氧化膜层厚度、硬度不均匀,以及膜层致密度较低等现象,研究了H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层均匀性和致密度的影响。结果表明：H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层的均匀性起到很大的影响作用,硬质氧化膜的硬度均匀性、膜厚均匀性随着H2SO4浓度（1～20％）的提高而改善;6061在低H2SO4浓度中通过硬质阳极氧化获得的氧化膜有部分孔蚀残缺现象,而在高H2SO4浓度中获得的氧化膜不存在此种缺陷,并且在高H2SO4浓度中获得的氧化膜较低浓度的更致密。     

H_2SO_4浓度对6061硬质阳极氧化膜层质量的影响

针对低浓度硫酸进行硬质阳极氧化膜层厚度、硬度不均匀,以及膜层致密度较低等现象,研究了H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层均匀性和致密度的影响.结果表明:H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层的均匀性起到很大的影响作用,硬质氧化膜的硬度均匀性、膜厚均匀性随着H2SO4浓度(1-20%)的提高而改善;6061在低H2SO4浓度中通过硬质阳极氧化获得的氧化膜有部分孔蚀残缺现象,而在高H2SO4浓度中获得的氧化膜不存在此种缺陷,并且在高H2SO4浓度中获得的氧化膜较低浓度的更致密.     

大尺寸天文光栅铝膜均匀性研究

天文观测所使用的光栅为大尺寸中阶梯光栅,其制作方法是利用金刚石刻刀对铝膜进行加工,形成光栅槽形,所以铝膜的质量能够直接影响光栅的性能。铝膜的厚度均匀性是判断铝膜质量的重要指标,以现有的内径1.8米镀膜设备为例,对铝膜的厚度均匀性做理论分析和实验研究,得出了电子束制备铝膜的蒸气发射特性n为4.5,并确定了最佳的真空室布局:蒸发源位置l=500mm,工件架高度h=900mm。在直径680mm的镀膜面积范围内,铝膜的厚度均匀性可以达到±1%,满足大尺寸天文光栅研制对铝膜厚度均匀性的要求。     

彩色滤光镜的制备和性能研究

研究了彩色滤光镜的混合膜料选择、膜系设计、膜层均匀性和镀膜工艺.该套滤光镜的截止区透射率小于4%,通带区的平均透射率大于65%.它用于各种彩色技术中滤光,色彩还原好,具有成本低廉、均匀性好、镀制简便和适合于大批量生产的特点.     

大口径半球形基底膜层均匀性的分析

针对半球面大口径球形光学元件的膜层均匀性进行了理论分析研究。通过建立半球形基底内表面的数学模型,运用膜厚理论公式表达出内表面的膜厚分布。推算了蒸发源不同位置对膜层均匀性的影响,同时对理想点源、小面源和实际蒸发特性对膜厚的影响进行了分析。该研究工作对大曲率半球膜层镀制工艺具有一定的指导意义,在改善此种表面膜层均匀性上提供了理论依据。     

彩色滤光镜的制备和性能研究

研究了彩色滤光镜的混合膜料选择、膜系设计、膜层均匀性和镀膜工艺。该套滤光镜的截止区透射率小于4％,通带区的平均透射率大于65％。它用于各彩色技术中滤光,色彩还原好,具有成本低廉、均匀性好、镀制简便和适合于大批量生产的特点。     

不同磁控溅射模式膜厚均匀性研究

使用磁控溅射和非平衡磁控溅射方法，在玻璃基底上沉积钛膜。实验了在同等工艺条件下平衡和非平衡两种不同的工作模式对膜厚均匀性的影响。结果表明，靶基距是影响磁控溅射薄膜厚度均匀性的重要工艺参数，在一定范围内，随着靶基距的增大，膜厚分布均匀性有提高的趋势；磁场分布是影响两种磁控溅射膜厚分布差异的主要因素；非平衡磁控溅射膜厚均匀性随附加励磁线圈电流改变而变化。     

利用XPS测多层膜厚度

本文利用空心阴极离子镀膜技术制备了纯Ｃｒ膜（基底为硅片）,利用ＸＰＳ分析技术,得出在Ｃｒ膜表面存在一层氧化层,并测出了其厚度。     

大面积金刚石薄膜的均匀性

金刚石膜具有优异的电学、热学性质,均匀的大面积金刚石膜是其在电子领域工业化应用的前提。利用自行设计微波等离子体化学气相沉积装置在直径51 mm和76 mm硅片上制备金刚石薄膜。用扫描电子显微镜观察所得金刚石膜的表面形貌,用ZC36高阻仪测量金刚石薄膜的电阻率。通过电阻率和形貌的均匀性判断金刚石薄膜的均匀性。结果表明,基片位置的变化引起沉积温度和含碳基团的种类、浓度与原子氢浓度的改变,从而影响了金刚石薄膜的形核和生长过程,最终影响金刚石膜的均匀性。直径51 mm金刚石薄膜表面形貌比直径76 mm的薄膜更均匀,但两种尺寸金刚石膜中间和四周的电阻率数值都接近,达到108 Ω·cm,电阻率均匀性好。     

Thickness Dependence of Structural and Optical Properties of Chromium Thin Films as an Infrared Reflector for Solar-thermal Conversion Applications

The thermal emittance of Cr film, as an IR reflector, was investigated for the use in SSAC. The Cr thin films with different thicknesses were deposited on silicon wafers, optical quartz and stainless steel substrates by cathodic arc ion plating technology as a metallic IR reflector layer in SSAC. The thickness of Cr thin films was optimized to achieve the minimum thermal emittance. The effects of structural, microstructural, optical, surface and cross-sectional morphological properties of Cr thin films were investigated on the emittance. An optimal thickness about 450 nm of the Cr thin film for the lowest total thermal emittance of 0.05 was obtained. The experimental results suggested that the Cr metallic thin film with optimal thickness could be used as an effective infrared reflector for the development of SSAC structure.     

脉冲电弧离子源镀膜均匀性研究

薄膜厚度的均匀性是影响沉积方法应用的一个重要因素，利用脉冲电弧离子镀技术在硅基片上沉积类金刚石薄膜，并用轮廓仪对薄膜的厚度进行测量，研究了不同参数对薄膜均匀性的影响。结果表明：离子源阴极和基片的距离、主回路工作电压以及沉积频率都不同程度地影响薄均匀性，文章还就不同类型离子源对薄膜均匀性的影响进行了探讨。     

Cr沉积TiO_2复合薄膜的制备及其可见光催化性能

真空蒸镀法结合溶胶凝胶法成功制备Cr沉积TiO2三层复合薄膜.通过XRD、SEM、UV-vis等手段表征沉积Cr后的TiO2薄膜的结构、可见光吸收性能,以亚甲基蓝溶液为目标物评定其可见光光催化活性.结果表明:该法制备的Cr沉积TiO2复合薄膜,在723 K热处理后,蒸镀的金属层仍然为金属Cr,823 K时被氧化为Cr2O3.不同温度热处理后Cr沉积的TiO2复合薄膜在可见光区均表现出良好的光吸收性.而且随着热处理温度的升高,光吸收性能明显增强.降解实验表明,823 K热处理后的薄膜样品光催化性能最好.在可见光光照射2 h后,对亚甲基蓝溶液降解率接近40%.     

新型真空蒸镀设备的研制

阐述了一种自行研制的大型真空蒸镀设备的结构、特点及镀膜过程,此设备镀室容量大,适用性强,并具有独特的旋转式蒸发电极,可使镀层更均匀的沉积到镀件上,提高了产品的蒸镀质量.     

离子镀（Ti,Cr）N涂层的组织结构与耐蚀性能的研究

研究了离子镀（Ｔｉ,Ｃｒ）Ｎ涂层的组织结构和耐蚀性,经ＸＲＤ分析表明,（Ｔｉ,Ｃｒ）Ｎ涂层中的Ｃｒ原子部分置换ＴｉＮ晶格中的Ｔｉ原子,且部分与Ｎ反应生成ＣｒＮ,Ｃｒ２Ｎ或以单质态存在。经耐蚀性分析得知,由于Ｃｒ的加入,提高了（Ｔｉ,Ｃｒ）Ｎ涂层的致密度,同时加剧了阴极极化程度,延长了腐蚀原电池的开动过程,从而增强了涂层的耐蚀性。     

锅炉受热面NiCr涂层抗高温热腐蚀机制与性能的研究

针对电站锅炉受热面高温腐蚀的影响,通过采用电弧喷涂工艺,研究了Q235钢板表面电弧喷涂PS45、FeCrAl、4Cr13合金涂层后在高温条件下的热腐蚀机制与性能.热腐蚀动力学试验和分析结果显示,在700℃下腐蚀77 h、Na2SO4+K2SO4盐膜量为3~4 mg/cm2的试验条件下,测试得到的PS45、FeCrAl、4Cr13合金涂层的热腐蚀速度分别为υ=0.38t-0.59、υ=1.35t-0.12和υ=1.79t-0.23.涂层表面的成分和组织分析结果表明,Q235钢板表面的PS45涂层之所以表现出比FeCrAl、4Cr13涂层更高的抗热腐蚀(Na2SO4/K2SO4)性能,其原因在于PS45镍基合金中含有最多的Cr,涂层表面的Cr2O3膜层具有较高的连续性、致密性和稳定性.     

锅炉受热面NiCr涂层抗高温热腐蚀机制与性能的研究

针对电站锅炉受热面高温腐蚀的影响,通过采用电弧喷涂工艺,研究了Q235钢板表面电弧喷涂PS45、FeCrAl、4Cr13合金涂层后在高温条件下的热腐蚀机制与性能.热腐蚀动力学试验和分析结果显示,在700℃下腐蚀77 h、Na2SO4＋K2SO4盐膜量为3-4 mg/cm2的试验条件下,测试得到的PS45、FeCrAl、4Cr13合金涂层的热腐蚀速度分别为υ=0.38t-0.59、υ=1.35t-0.12和υ=1.79t-0.23.涂层表面的成分和组织分析结果表明,Q235钢板表面的PS45涂层之所以表现出比FeCrAl、4Cr13涂层更高的抗热腐蚀（Na2SO4/K2SO4）性能,其原因在于PS45镍基合金中含有最多的Cr,涂层表面的Cr2O3膜层具有较高的连续性、致密性和稳定性.