过滤式阴极电弧沉积类金刚石 薄膜的碳弧稳定性研究

介绍自行研制的一套过滤式阴极电弧沉积设备,并以石墨作为靶材进行类金刚石薄膜的沉积研究。碳弧本身的惰性限制了电弧的稳定性。电弧电压、磁场等对电弧的稳定性有很大的作用。试验得到表面光滑的类金刚石薄膜,并对其进行了形貌分析。     

过滤式阴极电弧沉积类金刚石薄膜的碳弧稳定性研究

介绍自行研制的一套过滤式阴极电弧沉积设备,并以石墨作为靶材进行类金刚石薄膜的沉积研究,碳弧本身的惰性限制了电弧的稳定性。电弧电压,磁场等对弧的稳定性有很大的作用。试验得到表面光滑的类金刚石薄膜,并对其进行了形貌分析。     

基于LM算法的无氢类金刚石薄膜喇曼高斯分解

介绍高斯分解及基于ＬＭ算法的数值计算方法，并对无氢类金刚石薄膜的喇曼光谱曲线进行了分解。结果表明，数值计算的收敛性较好，数值拟合的相关系数均大于９５％，完全可以用于类金刚石薄膜的微观结构分析。根据分解结果可知，随着偏压的增加，Ｄ带和Ｇ带的分布中心均向低频偏移，而Ｇ带和Ｄ带的半高宽之比呈逐渐增大趋势。这表明膜层中ｓｐ＾３键的含量不断提高，同时键的扭曲程度不断增大。     

类金刚石薄膜的光学性能的研究

利用脉冲真空电弧镀的方法,在硅基底上沉积类金刚石薄膜,研究薄膜的光学性能、光学常数和离子能量关系。结果表明:不同的离子能量可以得到不同折射率的薄膜,无氢类金刚石薄膜的折射率在2.5～2.7之间变化;通过改变工艺条件来制备不同折射率的薄膜,和不同折射率的基底材料相互匹配;折射率和光学能隙随离子能量具有相反的变化趋势,和理论预测的趋势相一致;对于硅、锗等红外材料,要求的薄膜应具有1.8～2.1左右的折射率,因此提出一种基于物理汽相沉积和化学汽相沉积两种相互结合的方法,来降低薄膜的折射率,以达到和硅、锗等材料的折射率匹配。     

真空阴极电弧沉积（Ti,Al）N薄膜的应用研究

为了提高TiN涂层刀具的耐磨性,采用钛铝合金靶,以真空阴极电弧沉积法制备了（Ti,Al)N涂层,对膜层形貌成分,组织结构及硬度进行了测试及研究,并试验了（Ti,Al)N涂层高速钢钻头及YG6硬质合金刀具的使用寿命,结果表明：（Ti,Al)N涂层硬度高达HV0．1,15,3700,（Ti,Al)N涂层使高速钢钻头及YG6硬质合金刀具的使用寿命显著提高。     

空心阴极放电制备金刚石薄膜及其性能研究

以石墨为电极，Ar气为辅助气体，利用空心阴极等离子体放电在载玻片上成功地制备了无氢类金刚石（DLC，diamond-likecarbon）薄膜。通过激光拉曼（Raman）光谱分析了所制备DLC薄膜的结构；利用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）分析了薄膜的表面形貌；通过表面轮廓仪测量了薄膜的沉积速率；另外，试验中还利用摩擦磨损仪对薄膜的机械性能进行了研究。试验结果表明，制备的DLC薄膜比较致密均匀，粗糙度为8．1nm，有较好的耐磨性能。     

阴极电弧法氧化物薄膜制备技术研究

以阴极电弧离子镀技术为依托,以绝缘氧化物薄膜的制备工艺研究为目的,试验利用脉冲磁复合磁场技术,对氧化物薄膜制备工艺过程进行研究。结果表明:采用阴极电弧离子镀技术可以实现多种绝缘氧化物薄膜的制备;阴极电弧氧化物涂层过程中薄膜具有外延生长的特征,AlTiN有利于促进氧化物薄膜的快速生长,α-Cr₂O₃的结晶结构和晶格参数与α-Al₂O₃相近,可促进α-Al₂O₃的生成;AlTiO的沉积速率1.2～1.875μm/h·CAE,ZrO₂沉积速率1.833μm/h·CAE;可以实现柱状晶ZrO₂薄膜及多元氧化物薄膜的制备,氧化物薄膜隔热功能效果显著,可对热端零部件形成有效的温度保护,AlCrO/ZrO₂高温相结构稳定性较好;在高温条件下,亚稳态Al₂O₃薄膜体系存在向α稳定相转换的趋势;AlTiO薄膜具有优异的化学稳定性及抗粘结性能;CAE脉冲磁复合磁场技术...     

ZnS基底沉积类金刚石薄膜研究

针对不能直接在红外光学材料ZnS基底上沉积类金钢石薄膜(下述简称DLC膜)的问题,介绍了在红外光学材料ZnS基底上沉积DLC膜的方法,指出了采用在ZnS基底表面镀制DLC膜的方法,来解决在ZnS基底表面上镀制高效增透膜后,其膜层耐磨强度不足以抵抗恶劣环境的缺点;同时,通过膜系优化设计,利用镀制组合膜层的方法来降低其单面反射率,可改善光学系统的成像质量。     

低压电化学合成类金刚石薄膜研究

采用液相电化学沉积方法,以乙醇为碳源,并加入含有KCl的去离子水溶液,在较低电压下（60V以下）,在铜基底上沉积出类金刚石（DLC）薄膜.用SEM表征薄膜表面形貌,用Raman光谱表征薄膜成份结构.结盟表明,少量KCI的加入,能够大幅降低沉积电压并提高DLC的沉积速率;沉积出的类金刚石膜均为连续,有较低的表面粗糙度;SP3碳键含量较高（约为30％）.     

脉冲磁过滤阴极弧技术制备类金刚石薄膜研究

介绍了弯曲电弧磁过滤设备,并利用脉冲磁过滤阴极真空电弧沉积技术,在高速钢基体上制备了DLC膜.对制得的DLC薄膜表面形貌、Raman光谱及纳米硬度和弹性模量等进行了测试.结果表明,脉冲磁过滤阴极电弧法制备的DLC膜具有优良的性能.拉曼光谱分析显示,制得的薄膜为非晶结构,具有明显的sp2和sp3键杂化结构,符合DLC膜的特征,基体负偏压为50 V时,沉积的DLC膜Raman光谱的ID/IG值最小,sp3键含量最高,纳米硬度和弹性模量值达到最高,分别为29.94 GPa和333.9 GPa.     

基体偏压对真空脉冲过滤弧沉积TiN涂层表面粗糙度的影响

采用离子束辅助真空脉冲过滤弧沉积技术,在硬质合金基体上制备了TiN涂层。对涂层的物理性能和机械性能进行了分析,利用XRD、SEM分别对不同基体偏压下沉积涂层的相组成和表面形貌进行了分析与观察,利用光学轮廓仪对涂层表面轮廓和表面粗糙度进行了测量,分析了基体偏压对TiN涂层表面粗糙度的影响。     

类金刚石膜的制备、性能及应用

介绍了类金刚石膜的结构、制备方法和发展现状,综述了DLC膜的机械、电子、光学和生物学性能以及在这些领域中的应用状况。     

ECR-CVD制备类金刚石碳膜的正交实验法研究

采用系统的正交实验法对ECR-CVD法沉积类金刚石碳膜(DLC)的优化工艺进行研究,并分析不同工艺参数对DLC膜性能的影响.共选择基片温度、H2流量、微波功率、直流偏压、脉冲偏压以及脉冲偏压占空比6个参数建立起6因素5水平的正交表,分别以薄膜摩擦因数、磨损率、显微硬度、拉曼谱中D峰与G峰的面积比ID/IG作为考察对象进行研究.极差分析表明,对不同的考察因素其优化工艺略有区别.在所选的参数范围内,脉冲偏压对所测量的DLC膜的性能影响最大.     

离子束辅助真空电弧沉积Zr-Ni-N薄膜的研究

采用多弧离子镀技术在高速钢和单晶硅基体上制备Zr-Ni-N复合薄膜,研究了低能氮离子束对Zr-Ni-N涂层结构、表面形貌和硬度的影响。研究表明:用低能氮离子束辅助真空电弧沉积Zr-Ni-N膜,ZrN结构在(111)晶面出现一定的择优取向,并对Zr-Ni-N膜层有一定的强化作用,膜层表现出较高的显微硬度。     

工艺条件对类金刚石薄膜在不同介质环境下摩擦学性能的影响研究

考察了基底负偏压对类金刚石薄膜(DLC)在无水和有水环境下摩擦性能的影响。利用电子回旋共振等离子体化学气相方法沉积制备DLC薄膜,利用激光拉曼(Raman)、原子力显微镜(AFM)和纳米硬度计表征了其结构特征,用UMT型多功能摩擦磨损实验机考察了其摩擦性能,并用光学显微镜分析了磨痕特征。结果表明:随着基底偏压的增加,表面粗糙度减小;在无水条件下,基底偏压较低的DLC薄膜摩擦因数较高,并存在一定的波动性,基底偏压较高时,摩擦因数较低。在有水条件下,基底偏压对摩擦因数影响不大。总体来说,加水后薄膜磨损较为严重。     

真空电弧沉积薄膜显微硬度与工艺参数的关系

测试了各种工艺条件下真空电弧沉积 (VAD)的TiN薄膜的显微硬度 ,并研究了TiN薄膜硬度随基材、电弧电流、基片温度、氮气压力及负偏压的变化。实验结果表明 :在多数基材上 ,薄膜硬度均接近或超过 2 0GPa ,且薄膜的硬度与基材的硬度不呈比例关系 ,TiN薄膜的硬度随电流的增加有减少的趋势 ;在相当宽的温区内 ,TiN薄膜的硬度随温度上升而增大 ,而且在高温下的硬度值比低温时稳定 ,总体上 ,VAD比其它离子镀具有更宽阔的T区 ;在氮气压力为 0 .1Pa～ 1Pa的区域内 ,TiN薄膜的硬度稳定在 2 0MPa以上 ,而且适当的负偏压有利于提高TiN薄膜的硬度。