大气压氦气射频介质阻挡辉光放电的均匀性研究

为了研究大气压射频介质阻挡辉光放电的时空特性,采用一个表面覆盖有石英介质的铜电极和一个自制水电极的放电系统,在氦气中获得了大面积和较大电极间距下的辉光放电。对ICCD高速相机拍摄的径向放电图像和轴向放电图像分析揭示了射频介质阻挡辉光放电不仅具有较好的径向均匀性,而且具有很好的轴向均匀性,并不存在沿径向的发展。这是不同于中频介质阻挡辉光放电的一个显著特征。此外,注意到射频介质阻挡辉光放电在径向和轴向上的发展均与射频周期有很强的关联性。分析认为这是由于空间电荷在射频介质阻挡辉光放电的形成和发展中发挥主导作用。因此,可以认为射频介质阻挡辉光放电所具备非常好的径向和轴向均匀性,与中频介质阻挡辉光放电相比,可能会更有利于工业生产中进行均匀薄膜沉积和对薄膜表面改性处理等。     

辉光放电清洗效果的质谱分析

在辉光放电清洗的实验研究中, 应用质谱技术进行了出气分析,应用其结果对射频辉光放电清洗的效果进行评估.实验结果表明,质谱技术能准确地分析表面吸附气体的分压强,氦离子的轰击可去除以及置换出样品中的气体,氮气、氧气和油蒸气在辉光放电清洗后的出气量下降,有利于超高真空的获得和维持.     

离子蒸镀

离子蒸镀是最近才发展起来的一种新的表面处理技术。它是利用辉光放电之能量进行离子镀膜的,故称做离子蒸镀。 离子蒸度的基本原理是由低压气体的放电所产生的等离子体中,包含有大量的离子、电子以及被活化的气体原子等高能粒子;置于负高压的试料(阴级)彼等离子包围,由于离子的轰击作用而使其表面达到清洁处理目的(在氩气存在的条件下);另一方面,从蒸发源蒸发出来的气化原子(如金属或非金属),由于等离子体中的电子的作用而电离,其离子在电场力的作用下被加速到试料表面上,从而形成镀膜。 离子蒸钦法,基片和镀层不论是金属或非金属均可,若不…     

表面冶金高速钢及其应用

本文介绍了一种新型的表面冶金高速钢的形成方法，其主要过程是采用先进的双层辉光离子涌金属技术，首先对金属材料表面进行合金化处理，使其表面形成一个含高速钢主要成份的合金层，然后通过渗碳使其表面达到高速钢成份。     

辉光离子氮化的物理基础与实践

前言 在学院各级党组织领导下,工农兵学员、工人师付和革命教师一起群策群力,使辉光离子氮化新工艺逐渐完善。这是以阶级斗争为纲,贯彻毛主席的教育路线的又一丰硕成果。 1932年德国B.Berghaus首先利用辉光放电发明了离子氮化法。但当时还未掌握稳定大电流辉光放电的技术。随后W. Weizel和 B.Brant等人进一步研究,辉光离子氮化才在生产上得到应用,现在国内外在热处理工业中都很重视。 辉光离子氮化是使含氮气体电离,N离子在电场作用下对工件表面轰击加热工件,并被吸附向里扩散形成氮化层。这个工艺过程与辉光放电有密切的关系。但国外文…     

等离子表面冶金技术的现状与发展

双层辉光离子渗金属技术已成功地在普通碳钢表面形成高速钢、其中包括时效硬化高速钢、不锈钢以及镍基合金等；该技术已成功地应用于手用锯条和机用锯条，使其齿部形成高速钢，锯条不仅具有高速钢的切削性能，而且柔韧不断;钛合金表面经离子渗钼等工处理后，Ti6Al4V的耐磨性得到大幅度提高;经离子渗铌等工艺处理后，TiAl金属间化合物的抗高温氧化性能明显改善。在双层辉光离子渗金属技术的基础上，又发展了加弧辉光离子渗金属，双辉钎焊技术，双阴极辉光放电超硬薄膜合成技术，以及陶瓷表面金属化和异性材料焊接技术等。     

钛合金双辉离子无氢渗碳中的离子绕射现象

针对钛合金耐磨性差、易产生氢脆的特性,以格栅状高纯度固体石墨做源极,钛合金Ti6A14V做阴极,氩气作为工作气体,依靠辉光放电和空心阴极效应在Ti6A14V表面制备渗碳合金层;X射线衍射和辉光放电光谱试验显示,合金层由高硬度相TiC及游离态减磨C相组成;渗层内C元素的含量呈梯度分布;表面硬度大幅度提高.由表及里硬度梯度降低;反复试验表明,试样周围高浓度、稳定的渗碳气氛对形成理想的渗碳效果是非常重要的.     

溅射中性粒子质谱技术初探

溅射中性粒子质谱(SNMS)采用后继电离的方法产生表面信号离子,比SIMS容易定量。本文以二极射频辉光放电形式SNMS的实验为基础,介绍了其痕量检测,灵敏度与表面剥离等方面的性能,给出了合金、绝缘晶体和薄膜的分析结果与谱图。     

射频磁控溅射中离子输运的计算机模拟

采用射频辉光放电等离子体壳层模型和蒙特卡罗法 ,模拟了射频磁控溅射镀膜中工作气体离子 (Ar+)的输运过程 ,得到了离子到达靶面时的入射能量、角度和位置。模拟结果 :对靶材溅射的离子主要来自于溅射坑上方的等离子体区域 ,初始离子的位置分布可通过靶材溅射坑的形貌拟合得到 ;离子的能量主要集中在壳层电压附近 ,离子大多数以垂直入射。模拟与实际相符 ,可用作进一步模拟离子对靶材溅射时的输入参数。     

射频磁控溅射中离子输运的计算机模拟

采用射频辉光放电等离子体壳层模型和蒙特卡罗法，模拟了射频磁控溅射镀膜中工作气体离子(Ar^ )的输运过程，得到了离子到达靶面时的入射能量、角度和位置。模拟结果：对靶材溅射的离子主要来自于溅射坑上方的等离子体区域，初始离子的位置分布可通过靶材溅射坑的形貌拟合得到；离子的能量主要集中在壳层电压附近，离子大多数以垂直入射。模拟与实际相符，可用作进一步模拟离子对靶材溅射时的输入参数。     

脉冲激光感应溅射沉积

脉冲激光感应溅射沉积是一种新型溅射镀膜技术。已不再用传统溅射镀膜工艺中的辉光放电现象。采用脉冲激光器和导电电极板产生离子。介绍了特点和潜在的优势。能在高真空条件下进行溅射沉积。给出了实验结果,说明了新技术实用的可行性。     

射频—直流等离子体增强化学气相沉积设备的研制

综合利用射频和直流辉光放电的特点研制成功射频－直流等离子化学气相沉积设备。成功地用该设备制备出类金刚石薄膜。类金钢石薄膜的沉积速率随极板负偏压、气体工作压力的增加而增大。     

贫铀表面Ar气脉冲辉光放电清洗

贫铀极易氧化,为了提高其表面薄膜的结合性能,薄膜沉积前铀表面的辉光放电清洗是极为重要的。利用计算机模拟对Ar气脉冲辉光放电等离子体特性进行了研究,采用俄歇电子能谱仪(AES)对辉光放电清洗后铀表面化学元素进行了分析,同时对铀表面铝薄膜界面元素分布进行了深度剖析。结果表明:氩分压和脉冲电压是影响辉光放电等离子体特性的关键因素;脉冲电压和氩分压越高,辉光放电等离子体中Ar+密度越大;脉冲电压辉光放电清洗效果优于直流电压;在2.0Pa氩分压、-900V脉冲电压下,等离子体Ar+密度高达1.29×1014/m3,采用该参数对铀表面进行清洗可以获得洁净的表面,并有利于薄膜原子向铀基体内部迁移,促使膜基界面"伪扩散层"的增宽,从而增强铀表面薄膜的结合性能。     

射频磁控溅射SiOx薄膜的制备与阻隔性能研究

利用磁控溅射技术,以SiO2为靶材,Ar为射频源气体,在PET基材上制备SiOx薄膜.研究了不同放电功率、氩气流量、镀膜时间等参数对SiOx薄膜阻隔性能的影响.结果表明:在一定范围内,薄膜的阻隔性能随放电功率的增大而增大,而后逐渐减小;氩气流量对薄膜的阻隔性能也有一定影响;镀膜时间在10min时SiOx薄膜的阻隔性能最好.扫描电镜SEM测试表明,在氩气流量为100cm3/min,镀膜时间10min,1500W放电功率下制备的SiOx薄膜阻隔性能较好、表面较均匀.     

钛合金离子渗镀表面处理新进展

介绍了钛合金表面加弧辉光离子无氢渗镀碳、双层辉光离子无氢渗碳、双层辉光离子渗铬、渗铜等 表面处理的新方法;检测结果显示在钛合金表面均形成了梯度合金层,进一步检测表明,表面渗镀合金层对 改善钛合金耐磨、耐蚀和阻燃性均有显著的作用。     

复合离子镀AlTiN薄膜的表面形貌

本工作将阴极真空电弧沉积法和磁控溅射离子镀法结合形成复合镀膜工艺,即用电弧蒸发Ti靶的同时,用磁控溅射Al靶,并通入反应气体N2,以在高速钢基底上镀制AlTiN薄膜,考察了复合镀膜方法获得的AlTiN薄膜的表面形貌,并将其与单一法镀膜的表面形貌进行了对比分析.电弧离子镀制备的AlTiN薄膜表面颗粒很多,而且尺寸大,表面很粗糙,磁控溅射制备的AlTiN薄膜表面光滑平整,复合镀得到的AlTiN薄膜表面粗糙度介于二者之间,但从形貌上看,复合镀的薄膜呈现出典型的层状生长特征,在SEM下可清晰地看到表面的层状生长在部分区域不完全.测试发现,复合镀薄膜形貌并不是电弧镀和溅射镀薄膜形貌的简单混合,而是具有自身独特的特征,这可能是由于电弧弧光等离子体与溅射的辉光等离子体相互作用的结果.     

气体放电等离子体及应用的研究进展

由于气体放电在材料处理、热核聚变、环境净化以及等离子体推力器等各个前沿科学领域中具有广泛的应用。为了推动气体放电及等离子体理论与应用技术的研究和发展,综述了近年来各种典型气体放电机理的发展。分析了直流辉光放电、介质阻挡放电、大气压辉光放电、电子回旋共振放电、容性耦合射频放电的国内外研究现状,最后介绍了气体放电等离子体的应用领域。     

等离子场真空渗碳研究

本文研究了在等离子场中，工件不做阴极或阳极，因而工件上不产生辉光放电的条件下对工件渗碳的工艺。通过对不同温度下，工件无辉光渗碳工艺与辉光离子渗碳研究，证明了等离子场真空渗碳的可行性，并从渗碳速度上对以上两种工艺进行了比较。     

第十九讲 真空溅射镀膜

正用高能粒子(通常是由电场加速的正离子)轰击固体表面,固体表面的原子、分子与入射的高能粒子交换动能后从固体表面飞溅出来的现象称为溅射。溅射出来的原子(或原子团)具有—定的能量,它们可以重新沉积凝聚在固体基片表面上形成薄膜,称为溅射镀膜。通常是利用气体放电产生气体电离,其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材,击出阴极靶材的原子或分子,飞向被镀基片表面沉积成薄膜。     

柔性功能薄膜辉光光谱深度分辨率分析

本文首先通过脉冲射频辉光放电发射光谱定量表征了自然生长在Si (111)基片上约1nm的SiO_2膜,表明射频辉光放电发射光谱具有纳米级别的深度分辨率。随后用原子力显微镜和分光光度计对一款含有Ag层的柔性光学功能薄膜进行了表征,并利用脉冲射频辉光放电发射光谱,在不同的工作条件下对其进行了深度剖析。最后利用原子混合-粗糙度-信息深度模型对所测量的Ag深度谱进行了定量分析,获得了不同测量条件下Ag深度谱的深度分辨率,由此确定了最佳的脉冲射频辉光放电发射光谱工作条件,对获得柔性功能薄膜高分辨率深度谱具有指导意义。