磁控共溅射Al-Pb合金薄膜中固溶度的扩展

利用磁控共溅射法在液氮冷却的衬底(LNCs)上制备了Al-Pb合金薄膜,运用EDX、XRD、TEM和SEM对薄膜成分、结构及形貌进行了研究.结果表明,Al-Pb薄膜在Pb含量为7.38%～2.73%(原子分数,下同)的宽范围内,均存在Al在Pb中的fcc Pb(Al)亚稳过饱和置换固溶体,固溶度与膜成分相关,随薄膜Pb含量的变化,固溶度在3.03%～5.31%A1之间变化,Al-48.9%Pb膜扩展固溶度最大(5.31%A1),薄膜Pb含量降低或升高时,fccPb(Al)固溶体的固溶度下降.此结果与Miedema理论计算的Al-Pb系混合焓随Pb含量的变化趋势相似.低温衬底下Pb的体扩散弱化并导致相分离倾向降低是固溶延展的动力学原因.     

共溅射沉积的TbFeCo薄膜

本文介绍了利用射频共溅射技术制备垂直膜面单轴各向异性TbFeCo磁光薄膜,并研究了该薄膜的磁、磁光和读写性能。测试结果表明,这种TbFeCo薄膜的磁光盘其载噪比和擦写循环分别达到48dB和1×10~6次以上。该磁光盘可适用于数据存储。     

C含量对间隙固溶Cu-C薄膜微结构、硬度及电阻率的影响

采用双靶磁控共溅射方法制备了一系列不同C含量的Cu-C薄膜,采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、纳米压痕仪和四探针电阻仪表征了薄膜微结构、力学性能及其电阻率。结果表明:在溅射粒子高分散性和薄膜生长非平衡性的共同作用下,Cu-C薄膜形成过饱和间隙固溶体。剧烈的晶格畸变使薄膜的晶粒细化,其硬度相应提高。随着C含量的增加,薄膜的硬度逐渐提高,当C含量为8.2 at.%时,由纯Cu薄膜硬度2.8GPa提高到4.3 GPa。与此同时,薄膜电阻率仅由纯Cu薄膜的2.0μΩ·cm到提高到10.7μΩ·cm,远低于其他置换型Cu基固溶体的电阻率。研究结果表明,相对于其他置换型原子,间隙型C原子的添加在提高Cu基薄膜力学性能的同时具有更好的导电性。     

磁控共溅射Ni3 Al合金薄膜的微观结构及电阻特性

研究了室温下采用直流磁控共溅射法在抛光玻璃和Si基底上沉积Ni3Al合金薄膜的制备工艺、微观结构和电阻特性.采用SEM、EDX、AFM、TEM等测试分析了不同基底、溅射功率、工作气压等因素对薄膜微观结构、成分比和电阻特性的影响.结果表明:采用大功率混合溅射可以得到多晶态Ni3Al纳米合金薄膜,且呈多层岛状生长.所得薄膜具有良好的导电性,与玻璃相比,在Si基底上的薄膜表面光滑平整,晶粒更小,电阻率略大.然而随着厚度的减小,薄膜的电阻率增加迅速,发生金属向绝缘体过渡的相变,而厚度较大时这种现象不明显,这表明Ni3Al薄膜相变与厚度及晶格中氧含量有关.     

磁控共溅射Al-Cu-Fe薄膜表面形貌分析

利用磁控共溅射方法采用不同的溅射工艺在单晶硅基片沉积制备了Al-Cu-Fe薄膜.运用原子力显微镜镜(AFM)分析了Al-Cu-Fe薄膜的表面形貌、表面粗糙度和晶粒尺寸.结果表明:随着溅射气压的减小,薄膜表面粗糙度和晶粒尺寸均有所减小.当基底温度升高至450℃时,Al-Cu-Fe薄膜的粗糙度和晶粒尺寸明显增加.溅射时间的延长导致了薄膜的表面粗糙度下降和晶粒尺寸的长大.增加溅射功率会使薄膜表面粗糙度有所增加.     

硬度合金基体上CVD金刚石薄膜的形态表征

采用ＳＥＭ、Ｒａｍａｎ光谱、ＸＲＤ等测试方法，对直流等离子体射流ＣＶＤ法在硬质合金基体上合成的金刚石膜进行了形貌和结构分析。结果表明，该方法合成的金刚石膜形貌和质量受基体表面上的温度梯度、化学物质（原子氢、碳氢基团等）浓度梯度的影响较大。膜层内存在ＧＰａ数量级的残余压应力，微观应力很小。嵌镶块尺寸为纳米数量级，且随甲烷浓度增高而减小，由此而估算的位错密度统计平均值达１０＾１０ｃｍ＾－２数量级。综合     

Fe-X-Ai-B非晶态合金强度和硬度

一、实验方法 3种非晶态材料分别为Fe_(72)Cr_5Si_(11)B_(12)、Fe_(73)Co_5Si_8B_(14)、Fe_(73)Ni_5Si_8B_(14),均采用熔体快淬单辊法制成宽1.40～2.03mm,厚30μm的带材。采用CRY—1型示差分析仪,测出3种非晶态合金的示差曲线,升温速率为10℃/mim,其结果见图1。T_M为弛豫峰温度,Tx_1,Tx_2分别为形成亚稳相Ⅰ,亚稳相Ⅱ的起始温度,具体数据见表。     

TiSiN-Ag磁控溅射薄膜的微结构和性能

为了研究Ag元素对Ti Si N薄膜结构及性能的影响,通过磁控溅射法制备了不同Ag含量的Ti Si N-Ag薄膜,采用EDS,XRD,XPS,TEM,CSM纳米压痕仪,UMT-2摩擦磨损仪和BRUKER三维形貌仪对薄膜的成分、微结构、力学性能和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:Ti Si N-Ag薄膜是由面心立方Ti N相、非晶Si3N4相和面心立方单质Ag相组成,单质Ag相的存在阻碍Ti N晶粒的生长;随Ag原子分数的增加,单质Ag相增加,导致Ti Si NAg薄膜的硬度和弹性模量逐渐下降;单质Ag相具有润滑作用,使薄膜硬度降低,磨痕中的硬质颗粒减少,摩擦系数从0.70降至0.39,磨损率也逐渐降低。     

Sn-Pb合金微粒的制备和微结构

采用均匀颗粒成型法(Uniform Droplet Spray—UDS)制备出Sn—5％Pb合金微粒，颗粒的粒度分布均匀，性能一致．用非绝热容量法测量了在N2—2％H2气氛下Sn—5％Pb微粒的焓，井分析了颗粒的显微结构，结果表明：Sn—5％Pb微粒具有较大的过冷度和亚稳态结构．     

磁控共溅射Al-Cu-Fe薄膜表面形貌分析EI

利用磁控共溅射方法采用不同的溅射工艺在单晶硅基片沉积制备了Al-Cu-Fe薄膜.运用原子力显微镜镜(AFM)分析了Al-Cu-Fe薄膜的表面形貌、表面粗糙度和晶粒尺寸.结果表明:随着溅射气压的减小,薄膜表面粗糙度和晶粒尺寸均有所减小.当基底温度升高至450℃时,Al-Cu-Fe薄膜的粗糙度和晶粒尺寸明显增加.溅射时间的延长导致了薄膜的表面粗糙度下降和晶粒尺寸的长大.增加溅射功率会使薄膜表面粗糙度有所增加.     

二氧化钒薄膜微结构和光学相变特性

二氧化钒薄膜是最有前途应用到非制冷红外微测热辐射计的材料，它的特性与制备方法、化学计量比、结构和取向等有直接关系，仔细控制工艺参数是制备应用的VO2薄膜关键。研究中采用脉冲磁控反应溅射方法，通过精确地控制功率、氧分压、基底温度等关键工艺参数，在石英玻璃和硅片上制备VO2薄膜。利用X射线衍射和x射线光电子谱，分析了薄膜的成分、相结构、结晶和价态情况，用原子力显微镜表征了薄膜的微观结构，在光谱仪对VO2薄膜的高低温光学特性原位测量。结果表明，得到的VO2薄膜纯度高、相结构单一、结晶度、多晶生长。在波数2000cm^-1高低温透射变化达到51％。     

超精细微结构可极大地提高钢材硬度

美国纳米钢公司宣布,他们持有专利权的Super Hard Steel（SHS）工艺己建成新的生产线,从而已可向市场提供最新合金。SHS9700合金钢的特点是超精细晶体微结构,比普通合金晶粒细上千倍,而且不用掺镍、钼或钨,其硬度即可达到69Rc。产品有适于MIG／敞开电弧焊／水下电弧焊的空心焊丝和PTA用的雾化粉末。用SHS9700制成的材料,在最严酷的磨蚀条件下的耐磨强度比传统的碳化铬或复合碳化物材料均高出5倍。     

微结构薄膜望远镜研究进展分析

微结构薄膜望远镜通过表面微纳结构调制光波相位和传播方向,具有轻量化、公差容限大、易于折叠展开的特点,因此成为大口径轻量化空间光学成像技术中的颠覆性技术。本文通过对国内外微纳薄膜望远镜研究进展的调研和分析,概括了薄膜望远镜研制的关键技术和主要技术途径,重点分析了薄膜材料制备、微结构类型研究、系统光学设计理论等内容。微纳薄膜望远镜研制涉及材料、空间环境工程、微纳加工工艺、精密机械和二元光学等众多交叉学科,随着工程化程度要求的提高,会出现新的技术问题,而随着问题的解决很可能获得具有影响力的科技成果。

     

Nd-Fe-B永磁合金的微结构和晶粒相互作用

本文介绍了Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相的晶格结构及内禀磁性，概述了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永磁体的微结构和晶粒相互作用。磁体微结构包括晶粒尺寸、取向和结构缺陷。晶粒相互作用可区分为长程静磁相互作用及近邻晶粒的交换耦合相互作用。我们分析了微结构和相互作用的关系及其对磁体性能的影响，最后介绍了具有发展前景的纳米交换耦合双相复合永磁材料。     

石墨靶和钛靶共溅射制备的TiCN薄膜的结构和性能

在氮气和氩气的混合气氛下通过共溅射石墨靶和钛靶在M2高速钢基体上制备TiCN薄膜,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析TiCN薄膜的组织与结构,采用纳米压痕仪检测TiCN薄膜的硬度,同时采用压痕法和划痕法评价薄膜与基体的结合状况,并对TiCN薄膜丝锥进行切削试验,考察TiCN薄膜的耐用性。结果表明:TiCN薄膜中的C原子以固溶于TiN晶格形式存在,TiCN薄膜在(111)晶面的取向较TiN薄膜明显减弱,TiCN薄膜的断口为长块状结构,其横向尺寸较TiN薄膜小,TiCN薄膜表面呈凹凸状。TiCN薄膜与基体的结合力为40N左右,C原子在TiCN薄膜中具有固溶强化和细晶强化作用,TiCN薄膜的硬度由TiN薄膜的20.3提高到33.4GPa。TiCN薄膜具有良好的减摩性能,攻丝40Cr材质时TiCN薄膜丝锥的使用寿命较TiN薄膜丝锥和无涂层丝锥明显提高。     

辉弧共溅射Ar/N2流量比对TiN薄膜结构及硬度的影响

采用辉光弧光协同共放电混合镀方法在A3碳钢基体上沉积氮化钛薄膜,通过改变Ar/N2流量比,研究Ar/N2流量比对TiN薄膜结构及硬度的影响。X射线衍射谱图表明制备的TiN有明显的(111)晶面择优取向;Ti2p的X射线光电子谱谱峰拟合分析表明Ti2p1/2峰和Ti2p3/2峰均有双峰出现,可知氮化物中的Ti存在不同的化学状态,整个膜层是由TiN,TiO2,TiNxOy化合物组成的复合体系,Ar/N2流量比影响各成分的含量。对比硬度的变化和组成成分之间的关系发现,膜层硬度随着含TiN量的增多而增大,当Ar/N2流量比为3∶1时,硬度最大。     

磁控共溅射制备氮化钛铝薄膜及其机械性能的研究

使用磁控共聚焦溅射技术并改变溅射过程中Al的功率来制备了一系列Al含量不同的氮化钛铝（TiAlN）薄膜。在溅射过程,薄膜沉积速率和Al含量随Al的溅射功率增加而增大,而薄膜的粗糙度减小。Al含量较低时（约21％）,TiAlN薄膜的硬度和弹性模量都高于TiN薄膜。而Al含量较高时（〉26％）,薄膜的硬度和弹性模量也随含量增加减小。     

共溅射法制备的Pt-C薄膜的微观结构和电化学性能的研究

用共溅射的方法制备了Pt-C薄膜,薄膜由Pt纳米粒子和非晶C组成。电子显微镜和X射线衍射的测试结果显示Pt纳米粒子镶嵌在非晶C之中。高分辨率透射电子显微图像证实了2~3 nm的Pt粒子镶嵌于非晶C层中。Pt和Pt-C薄膜的电化学特性是通过循环伏安法来研究的,电解液为氮气饱和的0.5g/mol的硫酸溶液。与纯Pt薄膜相比,Pt-C薄膜显示了更高的电化学活性面积,这主要是由于非晶C支撑基材的存在降低了Pt纳米颗粒的粒径。     

磁控共溅射法制备ZrRu薄膜及其电学性能研究

扩散阻挡层的选材是Cu互连工艺研究重点之一,目前在研的阻挡层中,由两种难熔金属组成的二元合金因具有与Si反应温度高、电阻率低、结晶温度高等优点,成为一类极具应用潜力的阻挡层材料.本文通过磁控共溅射技术在p型Si单晶基底上沉积ZrRu薄膜.利用X射线光电子能谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和四点探针测试等表征手段对ZrRu...