AZ31B镁合金表面沉积类金刚石膜的研究

类金刚石膜具有硬度高、摩擦系数低、耐腐性强、稳定性高等优良性质,是提高镁合金耐腐性的理想材料。但镁合金与类金刚石膜之间结合力差,本研究通过制备Si/SixNy过渡层成功解决了镁合金与类金刚石膜之间结合力差的问题。将磁控溅射物理气相沉积与化学气相沉积技术相结合,通过改变膜沉积偏压在镁合金表面沉积类金刚石膜。拉曼光谱测试表明,所制备的碳膜具有典型的类金刚石结构。划痕法测试表明,膜与基体之间的结合力非常大。最后通过失重实验分析了类金刚石膜对镁合金耐腐蚀性的影响。     

WC—Co硬质合金上高质量金刚石薄膜的制备

采用微波等离子体化学气相沉积法在硬质合金基体上制备金刚石薄膜,研究了铜过渡层和酸蚀脱钴两种基体前处理工艺以及在施加铜过渡层的情况下,不同的沉积气压和基片温度对金刚石薄膜的质量的影响。结果表明,在施加铜过渡层后,在适中的沉积条件下（沉积气压6．0kPa,基片温度约为780度）可得到质量较好的金刚石薄膜。     

WC-Co硬质合金上高质量金刚石薄膜的制备

采用微波等离子体化学气相沉积法在硬质合金基体上制备金刚石薄膜.研究了铜过渡层和酸蚀脱钴两种基体前处理工艺以及在施加铜过渡层的情况下,不同的沉积气压和基片温度对金刚石薄膜的质量的影响.结果表明:在施加铜过渡层后,在适中的沉积条件下(沉积气压6.0 kPa,基片温度约为780℃)可得到质量较好的金刚石薄膜.     

金刚石膜的拉曼光谱研究

研究了利用微波等离子体化学气相沉积方法制备的金刚石膜的拉曼光谱,讨论了金刚石膜中的非金刚石碳相与甲烷浓度、基板温度之间的关系。     

单晶硅表面磁控溅射铜栅极

晶硅太阳能电池表面的导电栅极主要用于输出电能,若其与基体间的附着力较差,将会极大地降低电池元件的稳定性和使用寿命,而与其他制备方法相比,物理气相沉积法具有可控性好、成本低等优势. 为了继承物理气相沉积法的相关优势,同时能够使铜栅极与基片之间具有良好的附着力,利用磁控溅射法在单晶硅上进行铜栅极的制备实验,研究了磁控溅射过程中溅射功率和工作气压等参数对最终制得的铜栅极附着力的影响. 采用超声震荡加强实验检测铜栅极的附着力,使用金相显微镜观察铜栅极的整体形貌及断线率,通过扫描电子显微镜观察铜膜的表面形貌. 结果表明在溅射功率为180 W,工作气压为0.8 Pa的条件下制备的铜栅极线宽更为均匀,且进行加强实验后断线率为0.     

类金刚石膜的制备方法和性能

分析了类金刚石(DLC)膜的结构、性能及影响因素,对类金刚石膜的应用进行了阐述,并对DLC的几种制备方法,包括物理气相沉积法、化学气相沉积(CVD)和等离子体增强化学气相沉积法进行了介绍.     

直流磁过滤电弧源制备银膜的工艺参数研究

为了探索电弧离子镀技术制备银薄膜中相关的工艺参数,利用直流磁过滤电弧源在K9玻璃和硅片上制备了银膜,通过白光干涉仪和剥离实验对所制备银膜的厚度、表面粗糙度和附着力进行检测,分析靶电流、基片偏压和过渡层对银薄膜沉积速率、粗糙度及附着力等特性的影响．实验结果表明：当靶电流为90．0A时,沉积速率为1．84nm／s,在偏压为＋10V时,得到膜层粗糙度为0．5355nm;利用过渡层的辅助,通过电弧离子镀有效地提高了银膜的附着力．     

H2对类金刚石薄膜性能影响的研究

类金刚石膜因其高的硬度、高的介电性、低的摩擦系数、优异的光学和化学性能以及巨大的潜在应用前景而成为研究热点。采用离子增加化学气相沉积方法在Si基底表面制备含氢类金刚石薄膜,通过XPS能谱测试,确定膜层的成份组成,膜层中除了含有碳以外还含少量的吸附的氧。调节反应源气体中H：的比例,结果表明H2的含量直接影响DLC薄膜的性能。随着H。的含量增大,膜层的表面粗糙度降低,膜层的硬度变大,而应力相应增大。这是由于反应源气体中H2含量的增加,DLC薄膜中氢的含量反而降低,膜层内sp2团簇结构的无序性增加,sp2键的比例增加,这将使得膜层内的碳的空间网络结构所占的比例增加。     

不锈钢(3Cr13)镀类金刚石薄膜的研究

利用脉冲真空电弧离子镀技术在3Cr13不锈钢基底上制备类金刚石(DLC)薄膜,采用X射线光电子能谱技术分析DLC薄膜中sp3键及sp2键含量和组分.采用显微硬度计测试了薄膜的显微硬度,利用扫描电镜测试了膜的表面形貌.划痕仪测试了薄膜与不锈钢基底的结合强度.结果表明:所镀制的类金刚石薄膜品质优良,类金刚石中sp3键含量较高,sp3/sp2=1.63,具有良好的表面形貌,在不锈钢上沉积DLC膜后明显提高了不锈钢的硬度,Ti过渡层的引入明显的改善了膜与不锈钢之间的结合强度.     

等离子体辅助热丝化学气相沉积金刚石复合膜

运用等离子体辅助热丝化学气相沉积设备分别进行了金刚石膜和金刚石 /碳化钛复合膜的沉积。实验条件 :甲烷流量与氢气流量比为 1∶5 0 ,基体温度 860℃ ,等离子体偏压 30 0V ,沉积气压 4kPa。运用扫描电子显微镜 (SEM )分别观察了沉积膜的表面和断面形貌 ;运用能量扩散电子谱 (EDX)对沉积的复合膜进行分析 ,观察到Ti元素峰和C元素峰 ;运用X射线衍射 (XRD)得到相应的金刚石衍射峰和碳化钛衍射峰。实验表明 ,用等离子体辅助热丝化学气相沉积法可以制备出晶型良好的金刚石复合膜     

等离子体化学气相沉积法制备点发散状碳/碳复合材料

利用等离子体化学气相沉积(PCVD)的方法,在石墨片的表面制备了含有铜纳米颗粒的碳/碳复合材料。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察到石墨片表面产生了具有小凸起的发散状形貌,增大了其比表面积;进一步探究了实验条件、形貌与性能之间的关系,通过激光闪射仪发现制备的发散状金刚石结构降低了材料的横向热扩散系数,提高了材料的散热性能。     

类金刚石薄膜膜基结合强度优化技术研究进展

类金刚石膜是由sp2键合的石墨与sp3键合的金刚石组成的一类碳膜,具备石墨的润滑特性和金刚石的高硬度,在降低摩擦因数、耐磨等方面具有重要应用价值.但薄膜较大的残余应力以及膜基结合问题的存在,限制了其在机械、电子、医学等范围内的普遍应用.国内外研究表明,掺杂元素、生成过渡层、设计多层膜成为有效改善类金刚石薄膜膜基结合强度...     

热丝CVD法制备大面积金刚石厚膜

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备与工艺,在直径为90 mm的钨基体上,以丙酮为碳源,制备了(111)取向的大面积金刚石厚膜,厚膜平均厚度达到1.2 mm.用x-ray衍射、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)对金刚石厚膜的织构、形貌和成分进行了分析,结果表明所制备的金刚石厚膜质量很好且有较高纯度.     

热丝CVD法制备大面积金刚石厚膜

采用热丝化学气相沉积（HFCVD）设备与工艺,在直径为90mm的钨基体上,以丙酮为碳源,制备了（111）取向的大面积金刚石厚膜,厚膜平均厚度达到1．2mm．用X-ray衍射、扫描电子显微镜（SEM）和拉曼光谱（Raman）对金刚石厚膜的织构、形貌和成分进行了分析,结果表明所制备的金刚石厚膜质量很好且有较高纯度．     

微波法金刚石膜的均匀沉积

采用微波等离子体化学气相沉积法,以氢气和甲烷为主要反应气源进行了大面积金刚石膜的沉积,研究了基片温度、微波功率和沉积气压对大面积金刚石膜均匀性的影响.采用红外测温仪测量基片不同区域的温度,利用扫描电子显微镜表征金刚石膜不同区域的表面形貌.结果表明:较高的微波功率有利于提高金刚石膜的沉积面积和沉积质量,但随着微波功率的提高,基片温度的均匀性也逐渐降低.在对装置的基片台和天线结构进行优化改进后,获得了均匀性较好的基片温度.在改进后的装置中产生的等离子球状态稳定,利用合适的工艺参数沉积得到了均匀性较好的大面积金刚石膜.     

铜植入层对硬质合金上金刚石薄膜附着力的影响

金刚石薄膜在含Co的硬质合金刀具上的沉积有较大的困难.在化学气相沉积条件下碳在钴中溶解和扩散限制了金刚石的形核并易生成石墨,导致了金刚石薄膜的附着力较差.为增强金刚石薄膜在硬质合金刀具上的附着力,本研究采用了铜植入层作为扩散阻挡层.实验研究表明铜植入层提高了脱钴后的刀具表面的硬度及金刚石薄膜的质量;压痕试验表明:在载荷为1 500 N时金刚石薄膜的开裂直径为1.12 mm,金刚石薄膜在刀具上的有很好的附着力.     

铜植入层对硬质合金上金刚石薄膜附着力的影响

金刚石薄膜在含Co的硬质合金刀具上的沉积有较大的困难,在化学气相沉积条件下碳在钴中溶解和扩散限制了金刚石的形核并易生成石墨,导致了金刚石薄膜的附着力较差,为增强金刚石薄膜在硬质合金刀具上的附着力,本研究采用了铜植入层作为扩散阻挡层,实验研究表明铜植入层提高了脱钴后的刀具表面的硬度及金刚石薄膜的质量;压痕试验表明：在载荷为1500N时金刚石薄膜的开裂直径为1．12mm,金刚石薄膜在刀具上的有很好的附着力。     

基片温度对金刚石厚膜生长的影响

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法制备了Ф60mm的金刚石厚膜,通过对沉积过程和结果的观察发现,由于所用沉积气压较高,基片不同区域温度不均匀,导致不同区域沉积的金刚石厚膜晶型差距较大．通过对不同区域的结果进行比较,发现850℃为较好的沉积温度,并在对沉积工艺进行优化后,采用该温度在Ф60mm的基片上制备了厚度为0．6mm取向性很好的金刚石厚膜．     

降低DLC薄膜应力的方法研究

为了沉积出高硬度、低应力、高膜-基结合强度的类金刚石硬质薄膜,利用脉冲电弧离子镀技术在高速钢基底上制备类金刚石薄膜,采用退火、增加Ti过渡层、Ti离子轰击等方法减小DLC薄膜应力.结果表明:单层DLC薄膜的应力可达7.742 GPa;以Ti为过渡层的DLC薄膜的应力减小为2.027 GPa;对Ti/DLC薄膜进行退火热处理,薄膜应力减小到0.359GPa.利用Ti作过渡层,并且对薄膜进行退火处理,可以使DLC薄膜产生的高应力在Ti层中得到明显减小,提高膜-基结合力,增加硬度.     

脉冲真空电弧离子镀沉积类金刚石薄膜的结构和力学性能研究

利用脉冲真空电孤离子镀技术在3Cr13不锈钢上制备了类金刚石(DLC)薄膜．通过Raman光谱分析了膜的结构特征，采用摩擦磨损试验机测试了薄膜在不同载荷下的摩擦系数，运用划痕仪研究了膜基的结合强度．结果表明：所镀制的薄膜具有典型类金刚石结构特征，膜中ID／IG为1．33；摩擦系数随着载荷的增大而减小，载荷为5N，转速120r／min时的摩擦系数为0．02；Ti过渡层的引入显著地提高了膜基结合力．