多晶沉积薄膜生长过程中织构演变的模拟研究

将织构组态熵的概念应用于沉积多晶薄膜织构演变的模拟研究,考虑膜沉积过程中晶体表面能各向异性及应变能各向异性的变化,建立了沉积薄膜晶体择优生长的定量模型;模拟了Ａｌ多晶薄膜沉积过程中晶体的生长规律,分析了织构演变的主要微观物理因素。     

气相沉积立方氮化硼薄膜的研究与发展状况

简述了立方氮化硼的优异性能，国内外研究立方氮化硼薄膜的历史，现状，应用前景及存在的问题。     

超硬薄膜研究的新进展

本文介绍了碳系列薄膜、纳米多层及纳米复合超硬薄膜近年来所取得的研究成果，重点是氮化物纳米多层与复合超硬薄膜的研究状况，并对纳米多层膜在应用中存在的问题提出了解决的思路，指出了超硬薄膜的发展趋势。     

类金刚石薄膜在人工关节摩擦配副表面改性的应用

关节置换术是目前治疗关节疾病最直接、有效的手段,随着国民经济的增长,人工关节在我国的需求量不断增加。介绍了常见人工关节的类型及特点,以及目前用于提高人工关节摩擦副表面耐磨损性及耐腐蚀性的方法,通过比较发现,类金刚石（DLC）薄膜在提高人工关节耐磨损、耐腐蚀性能方面具有更好的应用前景。阐述了DLC薄膜结构、性能及其制备方法,并结合目前DLC薄膜在人工关节摩擦配副表面改性中应用所面临的主要问题,介绍了目前用于降低DLC薄膜内应力、增加DLC薄膜/基体结合力的方法。最后,针对 DLC 薄膜应用于人工关节摩擦配副表面改性中存在的缝隙腐蚀及结合失效问题,并结合人工关节体内服役环境特点,提出了利用金属离子催化人工关节摩擦配副表面吸附蛋白的变性、分解,形成致密生物薄膜,对DLC薄膜的磨痕和缺陷进行修复的思想,展望了新型DLC薄膜在人工关节表面改性中的应用前景。     

金属陶瓷涂层耐蚀性能研究

在不锈钢、纯铜及铝合金上,采用溶胶－－凝胶浸渍提拉法可制作连续的具有对金属保护作用的ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及ＳｉＯ２－ＴｉＯ２陶瓷涂层,通过阳极极化曲线、循环动电位极化曲线、点蚀电位、三氯化铁腐蚀试验及５％硫酸腐蚀试验,在Ｈ２ＳＯ４及ＮａＣｌ介质吧及氧化试验研究了陶瓷涂层对金属的保护性能。分析试验结果表明,这些陶瓷涂层大幅度提高了基本金属在腐蚀介质中的寿命及抗氧化的能力。     

CrN和CrAlN薄膜的微观结构及在不同介质中的摩擦学性能

采用中频非平衡反应磁控溅射技术在单晶硅P(111)和不锈钢(1Cr18Mn8Ni5N)基材上制备了CrN和CrAlN薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和纳米压痕仪对薄膜的相结构、化学组成、表面形貌、断面结构和力学性能进行了测试分析.利用球-盘式摩擦磨损试验机(CSM)考察了两种薄膜在不同介质(空气、自来水、oil-1 (TAO-40)及oil-2 (150BS))中和Al2O3球对磨的摩擦学性能.结果表明:CrN薄膜中Al元素的掺杂并未改变薄膜晶体结构,但却降低了薄膜的表面粗糙度、增强了薄膜的致密性、提高了薄膜的力学性能、改善了水润滑和油润滑条件下薄膜的摩擦学性能.由于CrN和CrAlN薄膜的摩擦磨损性能显著依赖于测试介质,因此重点讨论了它们在不同介质中的摩擦磨损机理.     

几种低压气相沉积技术制备立方氮化硼膜的新进展

介绍了ｃ－ＢＮ的优异特性及应用前景。评述了ｃ－ＮＢ原几种低压物理气相沉积和低压化学气相沉积制备方法,分析其成膜特点是对ｃ－ＢＮ形成有显著影响的工艺参数。介绍了当前ｃ－ＢＮ膜研究取得的成果,对如何提高成膜质量提出了自己的一些看法。     

常用碳基固体润滑薄膜的研究现状与展望

首先从碳基固体润滑薄膜的应用需求与成本效益出发,探讨了研究碳基固体润滑薄膜的迫切要求和重要意义,然后对类金刚石(DLC)薄膜、类富勒烯(FLC)薄膜及石墨烯薄膜三类最常用的碳基固体润滑薄膜的研究现状进行了较详细的介绍。其中,重点介绍了DLC薄膜的三种减摩抗磨机理,探讨了掺杂元素改性对DLC薄膜硬度、摩擦系数和磨损率等多个方面的影响,并指出外部因素(基体材料、过渡层和应用环境等)对DLC薄膜性能的重要作用。探讨了掺氢、掺氟和掺氮对FLC薄膜构性转变和摩擦学性能的影响。总体来说,氟掺杂导致FLC结构变化,并显著改变薄膜硬度;掺氮会诱导类富勒烯微结构的增加;掺氢FLC薄膜热处理后可达到超润滑状态。总结了石墨烯薄膜制备工艺的发展、石墨烯基复合薄膜的摩擦学性能和石墨烯薄膜在不同基体材料的应用。最后,指出了碳基润滑薄膜领域亟待解决的关键难题,并对未来的研究方向做出了预测。     

NiCr-NiSi传感器薄膜附着力测试与分析

采用磁控溅射法制备NiCr-NiSi薄膜,以溅射功率、溅射时间、溅射气压及基片负偏压作为四因素进行正交试验,制备了9种性能不同的NiCr-NiSi薄膜热电偶测温刀头,对每片测温刀头上薄膜与刀体之间的附着力进行了测试,并对测试结果进行了极差分析。分析结果表明:在4个溅射因素当中,基片负偏压是影响薄膜附着力大小的最主要因素,在一定范围内,增大基片的负偏压值可提高薄膜的附着力。验证试验表明,NiCr薄膜溅射参数为溅射功率90W、溅射时间30min、溅射气压0.45Pa、基片偏压-110V,NiSi薄膜溅射参数为溅射功率100W、溅射时间40min、溅射气压0.4Pa、基片偏压-110V,可使NiCr和NiSi薄膜的附着力值分别约增大3.2N和1.5N。     

金刚石薄膜的低压气相沉积工艺及发展

低压气相沉积金刚石薄膜的工艺,按基本原理可分为化学气相沉积、离子束沉积、等离子化学沉积和化学转化方法。文中详细介绍了各类方法的特点及沉积机理,指出存在的问题,并对今后的发展提出了看法。     

去Co深度及薄膜厚度对金刚石薄膜-硬质合金附着力的影响

金刚石薄膜与基体的附着力是影响CVD金刚石薄膜涂层刀具使用寿命的关键因素,沉积金刚石薄膜的膜-基附着力主要受硬质合金基体表面Co含量的影响。本文通过控制酸碱两步法中的酸处理时间及薄膜沉积时间,利用扫描电子显微镜、能谱仪、拉曼光谱仪、划痕测试仪等对样品进行分析检测,研究基体去Co深度及薄膜沉积厚度对金刚石薄膜的膜-基附着力的影响。结果表明:随着去Co深度的增加,膜-基附着力先增后降,但薄膜表面和截面形貌无明显变化,表明薄膜形貌主要受沉积参数影响;随着薄膜厚度增加,薄膜晶粒变大,膜-基附着力先增高后降低。去Co深度为7.1μm,薄膜厚度为19.5μm时所得薄膜的膜-基附着力最高,达到88.82 N。     

双靶溅射法制作SmS光学薄膜

以Sm和Sm2S3为靶材，采用双靶子溅射系统，于单晶Si基板上成功制作了S-SmS和M-SmS微晶薄膜，并采用XRD，AFM和RBS及光学性能测定等测试手段对薄膜进行了分析测试。结果表明：基板温度低于200℃的情况下；或者在基板温度为400℃，薄膜组成中Sm过量的条件下均可以直接获得在常温常压下稳定存在的M-SmS微晶薄膜。S-SmS和M-SmS微晶薄膜表现出明显不同的光学特性。     

衬底材料对Ti膜形貌及结构的影响

使用电子束蒸发法在抛光Mo、石英和单晶硅衬底上沉积Ti薄膜,并用SPM、XRD及SEM对衬底及薄膜的表面形貌和微观结构进行了分析。结果表明:Ti膜的表面形貌和微观结构受衬底材料影响较大。抛光Mo衬底上的Ti膜表面有微小起伏,断面处发现Ti膜先在衬底形核,后以柱状颗粒的形式竖直向上生长;抛光石英衬底上的Ti膜表面平整,颗粒与界面清晰可见,在界面处有一层等轴晶;粗糙度最低的单晶硅基片上沉积的Ti膜表面反而最粗糙,通过XRD分析发现有TiSi_2的峰存在。     

离子束辅助沉积氧化镁薄膜

为了获得等离子体显示器的介质保护膜,利用离子束辅助沉积技术制备了致密的MgO薄膜;通过X射线衍射仪、扫描电镜、光电子能谱分析了MgO薄膜的特性及特性和工艺参数之间的关系。结果表明：薄膜主要显示（200）晶面的择优取向;从断面形貌、密度及折射率来看,离子束辅助沉积制备的MgO薄膜比电子束蒸发制备的MgO薄膜更致密,薄膜和基底间的结合力更强;离子能量,基底温度,沉积速率及退火处理影响薄膜的结晶,离子能量为1KeV时,薄膜结晶性最好,在离子能量固定为1KeV时,基底温度或沉积速率降低都能提高薄膜的结晶度;空气为退火有助于薄膜的进一步生长。     

氧化锌薄膜掺杂研究的新进展

综述了掺杂Al,Ga,In,Ge,Cu,Li和Pb等元素对ZnO薄膜的微结构及电、光、气敏等性质的影响。     

TiNi形状记忆合金薄膜的位错与相变

用Ｘ射线衍射线形的傅里叶分析及电阻法,研究了溅射Ｔｉ－４９．３７ａｔ％Ｎｉ合金薄膜的位错组态及相转变温度随退火条件的变化规律,以及位错密度与相位温度的关系。研究结构表明：随退火温度升高和保温时间增加,平均位错密度下降,马氏体相变温度升高,位错密度的变化受析出相粒子的大小和分布制约。随位错密度增加,马氏体相变温度下降,Ｒ相变温度基本保持不变。     

反应溅射TiO/AlO和TiN/AlN薄膜的微结构与力学性能

采用Ti-Al镶嵌复合靶在Ar、N2和O2混合气体中反应溅射制备了一系列TiO/AlO和TiN/AlN薄膜,并采用EDS、XRD、TEM、AFM、SEM和微力学探针研究了薄膜的化学成分、微结构和力学性能.结果表明,随氧分压的提高,TiO/AlO和TiN/AlN薄膜中的氧含量逐步增加,氮含量相应减少,但其(Ti Al):(O N)仍保持约为1:1的化学计量比.薄膜保持与(Ti,Al)N薄膜相同的NaCl结构,并形成强烈(200)织构的柱状晶.与此同时,TiO/AlO和TiN/AlN薄膜的硬度和弹性模量也仍保持在与TiN/AlN薄膜相当的35GPa和370～420GPa的高值.由于薄膜中形成了相当含量的氧化物,这类薄膜的抗氧化能力有望得到提高.     

二氧化铪(HfO_2)晶态薄膜的液相自组装制备与表征

以硫酸铪和盐酸为原料,采用液相自组装技术,以十八烷基三氯硅烷(OTS)为模板制各了二氧化铪晶态薄膜.通过表面接触角测试仪观察有机层表面接触角变化,探讨了前驱液pH值.薄膜沉积温度和煅烧温度对HfO2薄膜的影响.通过XRD、SEM等测试手段对HfO2薄膜的物相组成、显微结构和表面形貌进行了表征,结果表明:利用自组装技术在500℃热处理后成功制备出了立方相HfO2晶态薄膜,当沉积温度为70～80℃,HCl浓度为0.3 mol/L时,HfO2薄膜表面均匀致密,生长良好.     

透明导电氧化物ZnO:Al(ZAO)薄膜的研究

用磁控反应溅射法制备了ＺｎＯ：Ａｌ薄膜,研究了薄膜方块电阻空间分布的均匀性及微观形貌,并对ＺｎＯ：Ａｌ薄膜表面各元素的化学状态和深度分布进行了ＸＰＳ和ＡＥＳ分析,同时也讨论了薄膜的光学电学性能。     

利用“摆动曲线”测定薄膜厚度及消光距离

透射电子显微分析中,晶体薄膜厚度及消光距离为不可缺少的参数。通过对会聚束电子衍射双光束条件下摆动曲线的计算,给出确定晶体薄膜厚度、消光距离的方法,以及异常吸收对测量精度的影响。其测量精度可达2％,远高于计算所得到的10％的误差,并对奥氏体不锈钢在220操作衍射条件下的消光距离及薄膜厚度进行了测定。