氮气流量对TiN 薄膜组织结构及力学性能的影响

采用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积TiN薄膜,通过扫描电子显微镜、显微硬度计、CSPM5500扫描探针显微镜、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损仪等分析测试手段,研究氮气流量对薄膜形貌、成分、结构、硬度、表面粗糙度、耐磨损等性能的影响.结果表明,随着氮气流量的增加,薄膜的显微硬度、膜厚都逐渐降低,膜基结合力逐渐增加,膜基结合力在16 mL/min时达到最大67.2 N;表面粗糙度和平均摩擦系数均在8 mL/min时最低.随着氮气流量增加,薄膜主要生长取向由(200)晶面转向(111)晶面生长;TiN薄膜的颜色也随氮气流量增大而加深,8 mL/min和12 mL/min时为金黄色,4 mL/min和16 mL/min时颜色较差.      

沉积压力对磁控溅射Mg薄膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法在氧化锆固体电解质表面制备了Mg金属薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积压力(0.9～2.1Pa)对薄膜形貌和结构的影响.结果表明:随着沉积压力的提高,薄膜结晶程度逐渐变差,晶粒尺寸减小,表面粗糙度增大;薄膜呈(002)择优生长的柱状晶结构,且随着沉积压力的提高薄膜厚度先增加后减小.     

调制比对TiN/Ti多层膜结构和力学性能的影响

采用反应磁控溅射的方法在Ti6Al4V基板上沉积(TiN/Ti)n多层膜,交替沉积Ti层和TiN层,以通入/关闭氮气实现对TiN含量的控制.共溅射10层,每层TiN膜和Ti膜的厚度之和即调制周期不变,二者之间的厚度比即调制比分别为1∶9、1∶5、1∶3和1∶2.利用XRD、SEM分别研究了薄膜的微观结构和表面形貌,利用显微硬度仪和划痕仪测量了薄膜的硬度和膜基结合力.研究结果表明:随着调制比的增大,TiN(200)逐渐消失,出现Ti2N等新相;硬度、结合力有明显增大的趋势,与单层膜相比,多层膜的硬度和结合力最多分别增加250 HV和22 N.     

化学气相沉积TiN热力学研究

本文详细分析了TiCl_4-H_2-N_2系化学气相沉积TiN的化学过程及其热力学。计算结果表明:TiN的形成历程是TiCl_4进入体系的初期首先是气相还原反应,当TiCl_4量达到一定程度时还原产物输运到基体表面主要进行的是固气界面沉积TiN的反应。     

基底温度对反应磁控溅射氮化铝薄膜的影响

采用反应磁控溅射法结合加热控温电源,在光学玻璃基底上制备氮化铝(AlN)薄膜,通过X射线衍射(XRD)技术对薄膜样品物相结构进行分析,利用纳米压痕仪测试薄膜样品的硬度及弹性模量,用椭圆偏振仪及光栅光谱仪测试了薄膜样品的光学性能,分析和研究了基底温度对AlN薄膜的结构及性能的影响.结果表明,用此方法获得的AlN薄膜呈晶态,属于六方晶系,温度对AlN(100)面衍射峰强度影响不大,但对(110)面衍射峰的影响较大,因而温度对AlN的择优取向有一定影响.AlN(100)峰半高宽随温度升高而减小,表明晶粒尺寸随温度升高有变大趋势.随沉积温度升高,薄膜硬度从150℃的8 GPa增加到350℃的10 GPa左右,随基底温度升高,薄膜的硬度增加.弹性模量随温度的变化趋势与硬度的基本一致.在可见光区域AlN薄膜透过率超过90％,基本属于透明膜.基底温度对薄膜折射率也有较明显影响,折射率大致随温度升高而增大,但由椭偏测试及透射谱线分析得到的厚度结果表明,随温度升高,AlN薄膜的沉积速率下降.     

磁控溅射工艺参数对TiAlN薄膜结构和性能影响规律研究

采用XRD、SEM、纳米压痕仪、纳米划痕仪等分析了磁控溅射工艺参数对TiAlN薄膜物相、微观组织、力学性能及结合力的影响规律。结果表明,所有样品生成相均为面心立方的TiAlN,且在(111)晶面择优生长,薄膜表面形成三棱锥状密排晶粒。选定硬度与结合力两个指标对TiAlN薄膜进行评价,通过正交实验发现,硬度与结合力的最优工艺参数均为基底偏压-100 V,工作气压0.3 Pa,溅射电流8 A,氮流量40 sccm。     

大面积YBCO超导薄膜沉积工艺

用大直径中空柱状阴极直流磁控溅射装置，在Φ５１ｍｍＬａＡｌＯ３衬底上制备了ＹＢＣＯ薄膜。利用Ｘ射线衍射、电子通道花样、Φ扫描、扫描电镜对薄膜进行了分析。在５１ｍｍ直径范围内薄膜的零电阻温度Ｔｃ为８８～９０Ｋ。     

酸性条件下水浴沉积时间对硫化镉薄膜特性的影响

基于化学水浴法,以硫代乙酰胺为硫源、氯化镉为镉源、尿素为缓冲剂,在酸性条件下制备了CdS薄膜。采用台阶仪、X射线衍射仪、扫描电镜和紫外/可见光分光光度计,研究了酸性条件下化学水浴沉积时间对硫化镉薄膜厚度、结构、形貌和光学特性的影响。结果表明,沉积所得的CdS薄膜为六角纤维锌矿结构。随着沉积时间的延长,薄膜厚度和晶粒尺寸随之增大,带隙随之减小。当沉积温度为80℃,沉积时间为30min时,CdS薄膜可见光波段平均透过率接近80%。     

TiN硬质薄膜制备技术的研究进展

TiN硬质薄膜因其优良性能而得到广泛应用。介绍了几种制备TiN硬质薄膜的新方法,分析了制备机理及其工艺特点,并展望了硬质薄膜制备技术的发展方向。     

工艺参数对Sm-Fe超磁致伸缩薄膜沉积速率的影响

采用磁控溅射在聚酰亚胺薄膜以及黄铜等基片上成功制备出Sm-Fe超磁致伸缩功能薄膜,并且较深入地研究了溅射功率、工作气压、靶基距以及沉积不同阶段等主要工艺参数对沉积速率的影响规律。结果表明:随溅射功率的减小和靶基距的增大,会不同程度地引起沉积速率的下降;随着工作气压的增大,最初沉积速率不断增大,当溅射气压增大到一定程度(1.5Pa)时,沉积速率达到最大值,之后随溅射气压的增大,又不断减小;对于黄铜和聚酰亚胺基片,溅射初始阶段的沉积速率低于后面阶段的沉积速率。     

Effect of Ti cap layer thickness on microstructures and magnetic properties of Ti/Ni/Ti films

Nanogranular Ti(3 nm)/Ni(30 nm)/Ti(t nm )(t=1,3,5,7,10) films were prepared by facing magnetron sputtering from Ti and Ni onto glass substrates at room temperature.The structural and magnetic properties of films strongly depended on the Ti layer thickness.X-ray diffraction(XRD) patterns of all as-deposited films showed strong FCC Ni(111) peak.Vibrating sample magnetometer(VSM) measurements indicated that the perpendicular coercivity of the Ti(3 nm)/Ni(30 nm)/Ti(3 nm) film reached about 36 kA/m.With the increase of Co layer thickness,coercivity(Hc) first increased and then decreased.The grain size and magnetic clusters slightly increased and the value of roughness(Ra) was smallest at t=3 nm.     

射频磁控溅镀掺杂铜对钛酸锌薄膜中相变化及微结构的影响

探讨了ZnTiO₃薄膜掺杂Cu元素对于薄膜性质、相变化与微结构之影响.实验是在一定温度下以射频磁控溅镀系统将铜沉积于ZnTiO₃陶瓷靶上,控制沉积于ZnTiO₃陶瓷靶上铜含量之后,再沉积掺杂铜的钛酸锌薄膜于SiO₂/Si基板上.成长出来的薄膜经由ESCA分析得知铜的质量分数分别为0.84%、2.33%和2.84%.从XRD分析常温下掺杂Cu的ZnTiO₃薄膜为非晶质态,经过600℃退火后,ZnTiO₃薄膜则由非晶质态转变成Zn₂Ti₃O₈结晶相,而未掺杂铜的ZnTiO₃薄膜在600℃退火时并没有结晶相产生.ZnTiO₃薄膜经过900℃退火后,Zn₂Ti₃O₈相分解成Zn₂TiO₄相和TiO₂相,且ZnTiO₃晶格常数因为Cu离子置换至Zn离子的位置有变小的趋势.由TEM分析证实Cu离子与Zn离子的置换,导致晶格应变产生双晶缺陷.经由XRD、SEM和TEM分析得知掺杂太多的铜会抑制TiO₂相的生成,而随着过多的Cu析出,晶体平均晶粒慢慢变小晶格应变也随之降低,以致晶格常数回复往原来晶格常数方向趋近.     

不同S值磁控阴极溅射沉积Mo薄膜的结构与性能研究

在室温下,利用不同磁感应强度相对分布因子S的磁控阴极溅射沉积了金属Mo薄膜.实验研究了磁控阴极S值对放电参数、Mo薄膜的结构、形貌及性能的影响.分别利用XRD,SEM和四探针技术对Mo薄膜的相结构、表面和截面形貌及电阻率进行表征分析.结果表明,随着磁控阴极S值的增加,Mo靶放电电压降低,而放电电流增加;不同S值的磁控阴极沉积的Mo薄膜均呈现多晶结构,且具有柱状生长特征;随着磁控阴极S因子的增加Mo膜的厚度和电导率呈现先增加而后减小的变化规律,电阻率最小可达4.9×10-6Ω·cm.     

溅射功率对NdFeB薄膜形貌的影响

采用直流磁控溅射方法在玻璃基片上制备出厚度约400nm的NdFeB薄膜,使用不同的溅射功率,利用扫描电镜分析不同溅射功率对薄膜微观组织的影响,并采用真空退火使之晶化,使用XRD衍射仪、扫描电镜分析晶化情况及组织变化,以期得到最佳的制备工艺.通过对30,50,100 W三组样品进行对比,得出以下结论:在30W功率下溅射,...     

烧结温度对NiFe2O4/TiN复合陶瓷惰性阳极材料性能的影响

采用两步烧结法制备了掺杂质量分数为7%TiN的NiFe₂O₄/TiN复合陶瓷惰性阳极材料,重点研究了烧结温度对NiFe₂O₄/TiN复合陶瓷惰性阳极材料的微观结构及性能的影响.研究结果表明:随着烧结温度的升高,惰性阳极材料的晶粒间隙变小,气孔逐渐减少,晶粒间结合度提高,体积密度呈先升高后降低趋势,在1325℃时达到最大值5.20g/cm³,但材料内部存在微裂纹;烧结温度为1300℃时,材料表现出较好的综合性能,抗弯强度达到最大值66.77MPa,一次热震强度剩余率为95.54%,表现出良好的耐高温冰晶石熔盐腐蚀能力;烧结温度超过1300℃时,材料内部缺陷尺寸增加,电解质成分更容易渗入到阳极材料中,耐腐蚀性能下降.