工作参数对电场增强高功率脉冲磁控溅射的调制作用研究北大核心CSCD

基于辅助阳极的电场增强高功率脉冲磁控溅射(Hi PIMS)技术改善了常规Hi PIMS放电及镀膜过程。研究工作参数对电场增强Hi PIMS的调制作用可为该技术的应用提供理论依据。利用数字示波器收集Hi PIMS基体离子电流,分析了不同工作气压、靶基间距、脉冲频率和脉冲宽度等工作参数对基体离子电流的调制作用规律。利用扫描电镜观察了钒膜的截面形貌特征。结果表明:在相同的靶电压下,基体离子电流平均值随工作气压的增加而增加并逐渐达到饱和值;随靶基间距的增加基体离子电流平均值逐渐减小;随脉冲频率的增加基体离子电流平均值逐渐减小后趋于稳定;当脉冲宽度为150μs时的基体离子电流平均值高于脉冲宽度为200μs时的基体离子电流平均值。工作参数对膜层的制备具有调制作用,在适中的工作参数下,电场增强Hi PIMS获得的钒膜与基底结合良好、膜层致密完整。     

工作参数对电场增强高功率脉冲磁控溅射的调制作用研究

基于辅助阳极的电场增强高功率脉冲磁控溅射(Hi PIMS)技术改善了常规Hi PIMS放电及镀膜过程。研究工作参数对电场增强Hi PIMS的调制作用可为该技术的应用提供理论依据。利用数字示波器收集Hi PIMS基体离子电流,分析了不同工作气压、靶基间距、脉冲频率和脉冲宽度等工作参数对基体离子电流的调制作用规律。利用扫描电镜观察了钒膜的截面形貌特征。结果表明:在相同的靶电压下,基体离子电流平均值随工作气压的增加而增加并逐渐达到饱和值;随靶基间距的增加基体离子电流平均值逐渐减小;随脉冲频率的增加基体离子电流平均值逐渐减小后趋于稳定;当脉冲宽度为150μs时的基体离子电流平均值高于脉冲宽度为200μs时的基体离子电流平均值。工作参数对膜层的制备具有调制作用,在适中的工作参数下,电场增强Hi PIMS获得的钒膜与基底结合良好、膜层致密完整。     

低温AlCl_3-NaCl-KCl三元无机熔盐体系电镀铝工艺

用AlCl_3-NaCl-KCl三元无机熔盐体系在Q235低碳钢基体上镀铝,运用涂层测厚仪、X射线衍射仪、金相显微镜、静态浸泡失重法等手段,对铝镀层的厚度、相结构、表面形貌和耐蚀性等进行了研究.结果表明:铝镀层厚度随电流密度的增加近似成线性增长,电镀前期随电镀时间延长明显增大,之后变化率逐渐减小;镀层为面心立方结构单相铝,主要由(200)面组成;铝镀层与碳钢基体结合良好,具有较好的耐蚀性能.     

工作参数对磁场增强高功率脉冲磁控溅射放电特性的影响

研究磁场增强高功率脉冲磁控溅射技术的放电特性在不同工作参数下的演变规律。利用数字示波器采集Hi PIMS的基体离子电流用于表征其放电特性的变化。结果表明:靶放电电压不同时基体离子电流对工作气压的响应不同,较低靶电压时基体离子电流平均值随工作气压的增加逐渐增加;而较高靶电压时基体离子电流平均值随工作气压增加迅速增加后趋于稳定。基体离子电流随基体偏压的变化表现出两个特征,较低基体偏压时的基体离子电流在脉冲开始阶段呈现出较强的电子流波段,而基体偏压较高时则未出现电子流。不同脉冲频率及靶电压下的基体离子电流的波形形状大致相似,但当处于较高靶电压时存在一个明显特征,即当脉冲结束后离子流会出现一个尖锐峰值。随脉冲宽度的增加,基体离子电流负向电子流和正向离子流均逐渐增大。     

配位剂和硫酸锌含量对化学镀Ni-Zn-P工艺的影响

为了给后续三元镀层的研究应用奠定基础,采用化学镀技术在Q235基体上获得Ni-Zn-P镀层,主要研究了配位剂和硫酸锌含量对镀速、镀层成分、形貌和物相的影响,确定了配位剂和硫酸锌的最优含量,并对典型镀层截面形貌、硬度及开路电位进行分析。结果表明:随配位剂含量增加镀速先升高后降低,镀层中Ni和Zn含量先增加后减少;在配位剂为40 g/L时镀层中Zn含量可以达到12.64%,镀层表面平整致密。随硫酸锌含量增加,镀速逐渐下降;镀层中Zn含量逐渐增加,而Ni含量减少。不同配位剂和硫酸锌含量下制备的Ni-Zn-P镀层物相均以Ni非晶为主。综合考虑镀速、形貌、锌含量等因素,确定配位剂含量为40 g/L、硫酸锌含量为8 g/L。Ni-Zn-P镀层显微硬度达到356 HV,是基体的2.66倍,是化学镀Ni-P镀层的1.09倍。Ni-Zn-P镀层在3.5%NaCl中的开路电位明显负于Ni-P镀层,接近Q235钢基体,表明Zn的加入可以降低开路电位。     

AZ91D镁合金表面Ni-P化学镀层的微观组织与性能

以直接化学镀的方法在AZ91D镁合金表面制备了光亮、均匀、致密、厚度达40μm的Ni-P合金镀层,用现代分析技术分析了镀层的微观形貌、组织成分、显微硬度、结合力以及耐蚀性能.结果表明:Ni-P镀层属于中磷镀层,微晶结构,表面形貌呈胞状;镀层与基体结合良好;镀层的显微硬度比基体提高了4倍;镀层与抛光基体的结合力比未抛光的高,基体表面保持机加工状态的镀层破坏临界载荷为80.6 N;镀层具有较好的耐蚀性能.     

磁控溅射C靶电流对Cr/C和Cr/C/N复合镀层组织和性能的影响

利用控溅射技术,通过改变溅射C靶电流工艺参数,在45#钢上制备出Cr/C和Cr/C/N复合镀层.用能谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测镀层的微观组织;用HX-1000型维氏显微硬度计、球-盘摩擦磨损试验机(POD)、光学显微镜(OM)测试镀层的力学性能.结果表明:随C靶电流增加,镀层微...     

磁控溅射Cr/C镀层耐热性能研究

在空气炉加热环境下于不同温度对采用磁控溅射离子镀技术制备Cr/C镀层样品进行加热保温处理。研究了不同加热温度下镀层的相结构、硬度和结合力的变化,考察了Cr/C镀层的耐热性能。结果表明:在600℃以下,Cr/C镀层保持了高硬度和强结合力的性能,表明镀层具有良好的耐热性能;镀层受热过程中生成了致密的铬氧化物及铬碳化合物,起到阻碍了氧原子向内层扩散的效果,使镀层氧化失稳的温度大大提高,从而保证了良好的耐热性能;处理温度达800℃后,镀层硬度和结合力明显下降。     

扩散处理对钢基铝镀层的相、形貌和性能的影响

用扫描电镜、X射线衍射分析测定了Q235钢表面上铝镀层经不同温度扩散处理后的相和形貌,并对其密度、硬度、与基体的结合力和耐蚀性能进行了测试。结果表明,扩散处理温度低于500℃时,铝镀层仍为Al相;为700℃时,出现了新相Al5Fe2。随扩散处理温度的升高,铝镀层的密度呈先增加而后略降低的趋势,在500℃时最大;铝镀层的硬度以及与基体的结合力在扩散处理温度较低时,变化不大,而分别在温度超过300和500℃时,均有较大程度的提高;且铝镀层在H2SO4溶液中的电化学耐蚀性不断增加。     

Ni-P-SiC-MoS2化学复合镀层的组织结构及耐磨性能

在Ni-P化学镀液中添加第二相粒子可提高镀层性能,但目前已有的此类研究中镀层性能还不甚理想。在35CrNi钢基体上沉积了Ni-P-SiC-MoS2复合镀层,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪、显微硬度计、磨损试验机等分析了复合镀层的表面形貌、成分、硬度及耐磨性。结果表明:Ni-P-SiC-MoS2镀层为非晶态结构;镀层硬度随SiC和MoS2混合微粒含量的增加而增加,随热处理温度的升高先升后略降;添加SiC和MoS2的混合微粒6g/L的镀层摩擦磨损性能最好。