双向脉冲镀铬占空比对镀层微观组织及硬度的影响

为了了解占空比对双向脉冲镀铬层微观组织及硬度的影响,采用标准镀铬溶液,镀液温度为55℃,用自制双向脉冲电源装置,频率为100 Hz,峰值电流密度为50 A/dm2,在各种占空比下制备了5种镀层,并考察了其微观组织及硬度。结果表明:随着占空比的升高,镀铬层的硬度增加,延迟裂纹减少,致密度增大,表面粗糙度降低,当占空比大于70%时,镀铬层的硬度减小,延迟裂纹增加,致密度减小,表面粗糙度增加;占空比为70%的镀铬层各项性能最好。     

占空比对磁控溅射TiAlN薄膜性能影响的实验研究

采用中频孪生磁控溅射技术,通过调整薄膜沉积过程中占空比大小,制备TiAlN薄膜。并对不同占空比条件下制备的TiAlN薄膜的表面形貌、膜厚、硬度与耐腐蚀性能进行测试与分析,得出占空比变化对磁控溅射TiAlN薄膜性能的影响。     

溅射功率对铒薄膜微观结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备出铒(Er)薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了溅射功率对Er薄膜微观结构的影响。结果表明:在溅射功率20W～60W的范围内,Er薄膜均为hcp结构,且呈现明显的(110)晶面择优取向的微观织构。Er薄膜生长呈现柱状晶模式,随着溅射功率的增加,柱状晶组织相应长大,薄膜结构更加致密,表面更为平整,其平均晶粒尺寸7.7nm～9.6nm,表面粗糙度最低2.1nm。磁控溅射方法制备的Er薄膜与电子束蒸发等方法制备的Er薄膜相比具有不同的微观结构特征。     

超临界条件下脉冲占空比对石墨烯复合镀层微观结构和性能的影响

以氧化石墨烯(GO)为第二相添加物,采用超临界二氧化碳流体(SCF-CO_2)辅助脉冲复合电沉积技术制备超临界镍基石墨烯复合镀层。研究了脉冲占空比对镀层的微观结构和力学性能的影响。结果表明:超临界二氧化碳流体和氧化石墨烯共同作用可以显著细化复合镀层的显微组织;复合镀层镍衍射晶面(111)和(200)峰位的变化说明结晶过程中择优取向发生了改变;占空比参数的变化,对镀层力学性能影响较大。当占空比为50%时,超临界镍基石墨烯复合镀层的显微硬度值高达756.8HV_0.2,磨痕截面积为4385μm^2,与普通条件下制备出的镍基石墨烯复合镀层相比,其硬度和耐磨性分别提高了1.6倍和11倍。     

电场环境对磁控溅射纯Cr薄膜沉积过程的影响

基于磁控溅射离子镀技术,以纯Cr薄膜为研究对象,分析了电场环境对纯Cr薄膜微观组织结构的影响规律;结合溅射沉积和薄膜生长原理揭示了电场环境对纯Cr薄膜沉积过程的内在机理;探讨了磁控溅射离子镀技术在工程材料的纳米化和非晶化进程中应有的功能,以期为纳米材料的研发及其制备技术的创新提供参考依据。     

涂层组分对磁控溅射制备Ti600合金表面Ti-Al-N涂层组织微观结构的影响

以电弧复合磁控溅射沉积工艺在Ti600合金基体上沉积得到Ti-Al-N涂层,通过控制公转速度的方式来获得不同涂层组分,实验研究涂层组分对涂层组织微观结构的影响。研究结果表明:随着公转速度的增加,涂层内Ti/Al比表现出减小的变化。在涂层表面上形成了许多尺寸较大的颗粒与一些凹坑结构,较小Ti/Al比试样形成了少量的表面大颗粒,并得到致密组织结构。退火态和沉积态涂层形成了相近的表面形貌。涂层厚度发生了先升高后降低,2#试样达到了最大的沉积速率。随着深度的增加,Al,O元素的含量表现出先增加后降低的变化规律,在涂层6μm之后Ti和N元素含量得到明显的增加。当涂层内Ti/Al比例减小后,形成的Ti₂AlN特征峰发生了先增大后降低的变化现象。为了提高Ti₂AlN涂层的纯度与结晶度,应选择2#试样的制备工艺。     

磁控溅射HA（＋YSZ）／Ti6A14V复合涂层的微观形貌和生长方式

采用磁控溅射方法在钛合金（Ti6A14V）基体上制备了HA（4-YSZ）复合涂层。利用X射线衍射仪（XRD）分析涂层的物相组成，扫描电镜（SEM）观察涂层的表面形貌，原子力显微镜（AFM）分析涂层的生长状况，划痕法测定涂层与基体的附着力。结果表明，用磁控溅射法可在Ti6A14V基体上制备HA（＋YSZ）复合涂层，涂层组成与靶材基本相似，涂层呈多孔状，划痕法测量涂层的附着力约为80N，涂层的生长模式为层状生长加岛状生长。     

磁控溅射HA(+YSZ)/Ti6Al4V复合涂层的微观形貌和生长方式

采用磁控溅射方法在钛合金(Ti6A14V)基体上制备了HA( YSZ)复合涂层.利用X射线衍射仪(XRD)分析涂层的物相组成,扫描电镜(SEM)观察涂层的表面形貌,原子力显微镜(AFM)分析涂层的生长状况,划痕法测定涂层与基体的附着力.结果表明,用磁控溅射法可在Ti6Al4V基体上制备HA( YSZ)复合涂层,涂层组成与靶材基本相似,涂层呈多孔状,划痕法测量涂层的附着力约为80N,涂层的生长模式为层状生长加岛状生长.     

沉积温度对磁控溅射Ni3Al-Cr薄膜微观结构及性能的影响

通过磁控溅射分别在300、400、500和600℃下沉积了Ni3Al-Cr薄膜。采用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)表征了薄膜的晶体结构和表面形貌,通过方阻法检测了薄膜的抗腐蚀性能,采用纳米压痕表征了薄膜的硬度。结果表明,沉积温度对薄膜的微观结构、抗腐蚀及力学性能有重要影响。随着沉积温度的升高,薄膜晶粒及颗粒尺寸增大,300℃时形成尺寸均匀的立方体小颗粒,400和500℃时颗粒长大且致密堆积,600℃时部分颗粒过度长大。在400℃沉积的薄膜兼具最优的抗腐蚀性和力学性能。证明了方阻法表征薄膜抗腐蚀性能的可靠性。     

磁控溅射V-Al-Ta-N四元涂层结构和性能研究

利用磁控溅射法制备出不同成分的(VAl)_(1-x)Ta_xN涂层,用X射线衍射、扫描电镜、原子力显微镜表征涂层微观结构,利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了Ta含量对涂层的力学性能和摩擦磨损性能的影响。研究表明:Ta含量x≤0.31时,涂层为(111)结构,且硬度较低;当x≥0.57时,(111)结构完全消失,涂层呈现(200)择优取向,此时涂层变得较为致密,硬度和模量均得到明显提升,韧性也有显著提高。摩擦磨损实验表明Ta含量的增加能够降低涂层的摩擦系数,但同时也会增大涂层的磨损率。     

锆合金表面磁控溅射制备SiC/Cr复合涂层的研究

通过直流磁控溅射方法在锆合金基体表面沉积Cr涂层, 再在Cr层上射频磁控溅射制备SiC涂层, 探索了基体预处理方式、射频溅射功率对涂层结合力、厚度和表面质量的影响。采用扫描电镜及能谱仪, 红外光谱和X射线衍射仪对SiC/Cr复合涂层样品进行成分分析, 结果表明所制备的涂层Cr层为晶态, SiC层为非晶态。高温水蒸汽氧化实验表明Cr作为锆合金与SiC涂层之间的过渡层, 不仅能够缓解SiC层和锆合金基体的热膨胀系数差异, 提高涂层结合力, 还能增加涂层的延展性, 减少基体在高温水蒸气环境下的氧化和断裂。     

磁控溅射B4C薄膜的制备与力学性能

通过磁控溅射方法在不同基片温度下制备了B4C薄膜 ,利用傅立叶红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜表征了薄膜的微结构 ,并采用纳牛力学探针测量了薄膜的力学性能。结果表明 ,室温下制备的B4C薄膜具有很高的硬度 ( 4 2 5GPa)和杨氏模量 ( 3 0 0GPa) ,薄膜呈现非晶或纳米晶特征。随基片温度的提高 ,薄膜略有晶化 ,硬度与杨氏模量相应增加到5 0 4GPa和 4 2 0GPa。     

公-自转磁控溅射镀膜系统薄膜沉积均匀性的研究

研究了公-自转磁控溅射镀膜系统的机理。通过物理建模,使用交点采集和时间步长划分两种模型,分别计算模拟了矩形靶沉积时间的三维分布图,并讨论自转与公转转速比对沉积时间均匀性的影响。模拟结果表明:两种模型仿真结果一致,验证了理论模型的正确性。同时得到结论:此公-自转系统可以通过调节转速比的方法来改善薄膜厚度的均匀性,采用文中指定工艺参数,当转速比等于0.5的时候,薄膜厚度最均匀。仿真得到的偏差结果与实验较好的吻合。     

磁控溅射功率对半导体硅基表面FeCrNi涂层组织及性能的影响

为了提高半导体电阻涂层的质量以及导电能力,利用磁控溅射技术在半导体硅基表面制备FeCrNi涂层,通过实验测试的手段研究磁控溅射功率对其组织及性能的影响。研究结果表明:随着溅射功率提高,FCC固溶体发生了(111)晶面取向生长的现象,结晶度明显提高。当溅射功率增大后,有助于涂层中形成结构简单的固溶体组织,提高了涂层结晶度,涂层发生择优生长现象。在各溅射功率下FeCrNi涂层跟基底间达到了紧密结合的程度。较大溅射功率有助于形成了能量更高溅射原子,促进柱状组织发生更快生长,在涂层内形成了尺寸更大的晶粒。随着溅射功率的提高,涂层组织形成了更小的晶格常数。提高功率后,FeCrNi涂层发生了硬度减小,引起了晶粒粗化。随着功率提高,电阻率发生了逐渐减小,生成了许多柱状晶组织。     

溅射气压对磁控溅射Mo背电极层形貌与结构的影响

采用直流磁控溅射法在溅射气压为0.1~1.0Pa下制备了金属Mo膜。用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对单层Mo膜的表面、断面形貌和粗糙度进行了分析与表征;用X射线衍射(XRD)研究了气压对Mo膜晶粒尺寸和薄膜应力应变的影响;用SEM观察了双层和三层Mo背电极层的表面形貌。结果表明,溅射气压升高,表面颗粒由细长变得圆润,均方根粗糙度升高,其值介于1.32~4.81nm之间;Mo膜的晶粒尺寸随气压的升高而降低,其值介于27.2~11.7nm之间;溅射气压为0.2Pa和0.3Pa时制备的Mo膜显现为张应力;将双层Mo背电极表面制备0.7Pa的Mo层后,表面更加圆润,孔隙增多。     

磁控溅射C靶电流对Cr/C和Cr/C/N复合镀层组织和性能的影响

利用控溅射技术,通过改变溅射C靶电流工艺参数,在45#钢上制备出Cr/C和Cr/C/N复合镀层.用能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测镀层的微观组织;用HX-1000型维氏显微硬度计、球-盘摩擦磨损试验机(POD)、光学显微镜(OM)测试镀层的力学性能.结果表明:随C靶电流增加,镀层微...     

V含量对磁控溅射CrAlVN涂层微观结构及力学和摩擦学性能的影响

采用磁控共溅射工艺在火炮身管PCrNi3Mo钢材料表面沉积了(Cr0.5Al0.5)1-xVxN(x=0%~10.6%,原子分数)涂层。利用电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对涂层的组成、微观形貌与相结构进行了表征,研究了V含量对涂层微观结构和形貌的影响。结果表明V的加入使得涂层中出现了CrVN新晶相,且随着V含量的增加CrVN特征峰越来越明显,晶粒簇尺寸减小,V元素起到了一定的细化晶粒簇作用。利用纳米压痕仪及摩擦试验机对涂层的硬度、弹性模量和摩擦系数进行了测试,研究了V含量对(Cr0.5Al0.5)1-xVxN涂层性能的影响。结果表明V含量在7.2%时涂层硬度和弹性模量达到最大值,分别为21.36GPa和297.8GPa;随着V含量的增加,涂层的摩擦系数逐渐减小,当V含量在10.6%时,涂层摩擦系数平均值为0.094,表现出良好的摩擦磨损性能。     

Investigation on Defects in High-rate Magnetron Sputtered CoCr Coatings

Coatings obtained with magnetron sputteringexhibit a columnay structure. There are nodulardefects distributed in the coatings, which arefomed by radial growth of columnay grains ingroups. The fomation of them does not necessarilydepend on surface asperities of substrate. Thecolumnar grain boundaries are enriched in oxygen,which causes microporosity in the intercolumnarregions.