柱形靶电弧离子镀系统的研究

柱形靶电弧离子镀系统是在吸收了平面靶电弧离子镀系统高电离率、高沉积速率等优点的基础上,又综合了柱型磁控溅射系统装炉量大、设备结构简单等优点而研制出的一种新型镀膜技术。柱形阴极靶置于真空室的中央,弧斑在绕柱靶表面高速旋转的同时,可人为地控制弧斑沿柱靶表面往复运动。因而靶面刻蚀均匀,镀膜均匀区宽。通过控制弧斑的移动速率,可细化膜层组织,减少熔滴。被镀工件置于阴阳极之间,只作自转,无需公转。不仅简化了工件架的结构,而且对不同尺寸的工件可以混装。在制备氮化钛超硬薄膜时,沉积速率可达4～8μm/h。     

磁过滤电弧离子镀技术

冷阴极反离子镀技术自从问世以来,由于具有高电离度和较高的离子能量,因而在镀制高硬度、高耐磨性薄膜方面得到了广泛的应用。如切削刀具、模具上的硬质薄膜、汽缸活塞环发动机内壁上的抗磨损薄膜,等等。同时由于电弧离子镀设备结构简单、镀膜过程容易控制,它在装饰镀方面也获得了广泛的应用,如仿金镀以及一些五金件的装饰镀。但是由于普通电弧离子镀膜过程中阴极会产生大量液滴（微粒）,并与金属离子一起沉积在基片上,因而限     

电弧离子镀硬质梯度薄膜技术

电弧离子镀设备若具有必要的功能条件 ,就可用纯金属分离靶弧流控制技术来制取多元硬质梯度薄膜 ,本工作明确合成梯度薄膜的工艺原则 ,并以TiAl多层合金梯度薄膜和 (Ti,M)N(M为Zr ,Nb等元素 )硬质梯度薄膜为例 ,进一步展开说明该技术的工艺过程 ,对实际效果给予评定。结果表明 ,用电弧离子镀技术制备多元硬质梯度薄膜 ,具有操作简便、沉积速度快、成分调节范围宽等优点 ,为多元复合硬质薄膜的合金强化机制与结构优化研究 ,提供了关键的技术条件     

磁控电弧离子镀阴极斑点特性的高速摄影研究

利用高速摄影技术，对磁控电弧离子镀中阴极斑点大小、寿命及运动轨迹进行了观测，得到了极斑点电流密度、运动速度随磁场、电弧电流及背景气体压力改变而变化的关系曲线。     

多弧离子镀设备阴极电弧蒸发源工作稳定性的研究

多弧离子镀技术近年来发展极为迅速，已生产出多种类型的多弧离子镀设备并已投产使用。设备中阴极电弧蒸发源工作性能的好坏直接影响到产品质量。本文在大量实验的基础上对蒸发源的工作稳定性，进行了探讨、研究，分析其影响因素和原因，并提出一些解决办法。     

同轴旋转封闭场的电弧离子镀的研究

同轴旋转封闭电弧离子设备瘘有平面电弧离子弧和同轴磁溅控的优点，它在同轴靶上建立电弧放电，并采用肇转封闭磁场将电弧斑约束在长腰形的磁环隙内作螺旋运动，随磁路系统而在阴极靶表面上产生旋转的电弧放电，靶处在镀膜室中央，结构简单，膜层均匀，操作方便，工件架安装在阴阳极之间，其只需自转，无需公转，工件装载量多，利用本设备在手表表壳上镀制氮化钛膜层，其工艺重复性好，膜层与基本结合牢固，有靶材利用率高。     

靶磁场强度对电弧离子镀沉积TiAlSiN硬质涂层内应力的影响

用电弧离子镀制备的TiAlSiN硬质涂层，具有硬度高、致密性好、结合力优良的优点，在刀具工业中有广泛的应用市场。TiAlSiN硬质涂层的内应力不仅会影响涂层的硬度和结合力，也会影响刀具的切削寿命。研究了用电弧制备TiAlSiN涂层过程中，TiSi靶的磁场强度变化对涂层内应力的影响。结果表明，当TiSi靶的磁场从MAG3调为MAG6时，磁场强度减弱，靶材离化率降低，TiAlSiN涂层的内应力从-5.84 GPa降低到-3.16 GPa，而涂层的结合力和硬度几乎没有降低，切削寿命提高了30%。研究为提高TiAlSiN涂层的性能，进而提升刀具的使用寿命提供了有价值的试验数据。     

电弧离子镀硬质梯度薄膜技术

电弧离子镀设备若具有必要的功能条件，就可用纯金属分离靶弧流控制技术来制取多元硬质梯度薄膜，本工作明确合成梯度薄膜的工艺原则，并以TiAl多层合金梯度薄膜和（Ti,M)N(M为Zr,Nb等元素）硬质梯度薄膜为例，进一步开说明该技术的工艺过程，对实际效果给予评定。结果表明，用电弧离子镀技术制备多元硬质梯度薄膜，具有操作简便、没积速度快、成分调节范围宽等优点，为多元复合硬质薄膜的合金强化机制与结构优化研究，提供了关键的技术条件。     

电弧离子镀沉积TiC_x薄膜的结构和性能研究

采用脉冲偏压电弧离子镀沉积系统,在W6Mo5Cr4V2高速钢基体上制备出不同成分的TiCx薄膜。通过扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子谱及拉曼光谱对薄膜的表面形貌和微观结构进行分析;采用纳米压痕和摩擦磨损试验来表征薄膜的力学性能。结果表明:所制备的薄膜为富碳TiCx薄膜,富碳成分均以非晶碳形式存在。随着非晶碳组分的增加,薄膜硬度和弹性模量逐渐降低,获得的最高值分别为36GPa和381GPa,同时薄膜的摩擦系数在0.2~0.3之间。     

偏压对阴极电弧离子镀AIN薄膜的影响

在不同基体负偏压作用下,用阴极电弧离子镀等离子体物理气相沉积（PVD）方法在单晶Si(100）基片上获得六方晶系的晶态AIN薄膜。用X射线衍射仪分析了沉积膜的物相组成和晶格位向随偏压的变化。在扫描电子显微镜（SEM）下观察沉积膜的显微组织形貌。结果表明,在较小偏压下,AIN膜呈（002）择优取向,表面致密均匀;在较大偏压下,AIN膜呈（100）择优取向,表面形貌则粗糙不平,AIN薄膜的择优取向及表面形貌受到不同偏压下不同离子轰击能量的影响。     

交流电弧离子镀技术的研究

本文论述了交流电弧的伏安特性、再引弧现象和电弧稳定性三个方面的性能。介绍了交流电弧离子镀的原理和结构。本文指出，交流电弧离子镀技术在沉积ＴｉＡｌＮ等多元涂层方面有它非常突出的优势。     

磁控电弧离子镀阴极斑点特性的高速摄影研究

利用高速摄影技术，对磁控电弧离子镀中阴极斑点大小、寿命及运动轨迹进行了观测，获得了阴极斑点电流密度、运动速度随磁场、电弧电流及背景气体压力改变而变化的关系曲线。     

脉冲偏压电弧离子镀CrAlN薄膜研究

在高速钢和不锈钢基体上用脉冲偏压电弧离子镀技术制备了CrAlN薄膜,研究了脉冲偏压对薄膜成分、结构和性能的影响,并进行了900℃下的高温抗氧化性能检测。结果表明,薄膜中Al的相对含量随着脉冲偏压的增加而降低;薄膜的相结构由立方CrN和Al相组成;薄膜的硬度随脉冲偏压的增加而增大,在偏压幅值为-500 V时,硬度可达21.5 GPa;薄膜具有高达70 N的膜基结合力;此外,薄膜在900℃的大气中保温10 h,没有出现明显的氧化现象;在合成的三种薄膜中,在脉冲偏压为-500 V×40 kHz×40%时的薄膜具有最好的综合性能。     

电弧离子镀TiN及其复合膜的腐蚀机理探讨

利用电弧离子镀在高速钢基体上制备了TiN及其复合膜（Ti，Cr）N，通过盐水全浸泡试验测量了薄膜的腐蚀速率。利用SEM观察了薄膜腐蚀后的表面形貌及断口形貌，并用其自带的能谱分析仪测量复合膜中Cr的含量，讨论了带有宏观熔滴颗粒的TiN及其复合膜（Ti，Cr）N的腐蚀机理。结果表明：高速钢表面电弧离子镀TiN和（Ti，Cr）N复合膜均可提高其耐腐蚀性能，薄膜的腐蚀主要有小孔腐蚀、缝隙腐蚀及电偶腐蚀。     

真空阴极弧离子镀阴极斑点的移动研究

建立了真空阴极弧离子镀圆形平面靶侧面引弧时,阴极斑点的受力模型,分析了影响电弧运动的因素,改进了圆形平面靶侧面形状,大大提高了石墨靶阴极斑点从侧面到靶平面的过渡速度。     

电弧离子镀纳米TiO2光催化薄膜

采用电弧离子镀法在普通玻璃表面制备透明的TiO2薄膜,AFM、XRD分析TiO2薄膜表面形貌和结构,结果表明经过500℃退火后TiO2薄膜主要为锐钛矿结构.对纳米TiO2薄膜进行了亲水性研究和光催化降解有机物甲基橙和罗丹明B的研究,发现在紫外光照射下纳米TiO2薄膜表现出强光催化活性和超亲水性.     

真空阴极弧离子镀阴极斑点的移动研究

建立了真空阴极弧离子镀圆形平面靶侧面引弧时 ,阴极斑点的受力模型 ,分析了影响电弧运动的因素 ,改进了圆形平面靶侧面形状 ,大大提高了石墨靶阴极斑点从侧面到靶平面的过渡速度     

电弧离子镀TiSiN薄膜的结构及摩擦性能

为实现电弧离子镀TiSiN薄膜成分可控,通过改变靶的相对电流在304不锈钢表面沉积TiSiN薄膜,采用厚度仪、能谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪及摩擦试验研究了其形貌、结构及摩擦性能。结果表明:TiSiN薄膜中Si以非晶态Si3N4形式存在,抑制了面心立方结构的Ti N晶粒生长,形成纳米晶Ti N/非晶Si3N4(nc-Ti N/α-Si3N4)纳米复合结构;与Ti N薄膜相比,TiSiN薄膜具有更平整的表面,Si含量为4.08%(原子分数)时薄膜表面最光滑平整;Ti N薄膜的硬度为2 312 HK左右,掺杂Si元素后,由于细晶强化作用,薄膜的硬度显著提高,Si含量为2.76%(原子分数)时达到最大值,约为3 315 HK;进一步增加Si含量,TiSiN薄膜硬度略有下降;TiSiN薄膜的摩擦系数明显低于Ti N薄膜,且随着Si含量增加,摩擦系数逐渐变小,在Si含量为2.76%和4.08%(原子分数)时低至0.4左右。     

电弧离子镀中不同偏压模式对TiN薄膜形貌的黄美东

用扫描电子显微镜观察了电弧离子镀中各种不同偏压模式：不加偏压、加不同直流偏压和加幅值相同但占突比不同的脉冲偏压情况下获得的TiN薄膜的表面形貌,结果表明,脉冲偏压可以大大减小膜表面的大颗粒尺寸和数量,显著改善表面形貌。     

电弧离子镀TiN薄膜的往复滑动摩擦学行为研究

采用电弧离子镀技术在不锈钢基片上沉积了TiN薄膜,利用显微硬度计测量了薄膜的表面硬度.采用球-盘式摩擦磨损实验机对比研究了基片和薄膜在与GCr15配副的情况下,二者在空气中干磨擦状态下的摩擦磨损性能;利用扫描电镜(SEM)、能量衍射谱仪(EDS)和表面粗糙度台阶轮廓仪对薄膜的磨损区域进行了微观分析.实验结果表明,随着法向载荷和往复速率的增大,薄膜和基体的摩擦系数都减小,但薄膜的摩擦系数始终小于基体的摩擦系数.不锈钢基体与GCr15配副时,基体磨损较大,此时的磨损机制是犁削磨损和磨料磨损;而TiN薄膜与GCr15配副时,薄膜不仅无磨损,而且其表面将形成一层具有润滑作用的移着膜,此时的磨损机制主要是磨料磨损,因此在不锈钢基体上沉积TiN薄膜有利于提高基体的耐磨性.