脉冲阴极弧金属等离子体源的调试及其应用

对脉冲阴极弧金属等离子体源的工作参数进行了测量,研究了离子流与磁导管偏压以及磁场电流与离子流之间的关系,确定了其最佳工作参数.并应用该脉冲阴极弧金属等离子体源和等离子体浸没离子注入与沉积技术制备了TiC薄膜.对改性层的显微硬度、摩擦磨损性能和膜基结合力进行了测试分析.结果表明:合成TiC薄膜后,试样的显微硬度、摩擦磨损性能得到了明显的改善,并且膜层与基体之间的临界载荷为36.03 N.     

磁过滤阴极真空弧沉积装置研究中的等效电路方法

提出了模拟磁过滤阴极真空弧放电等离子体沉积装置阴极弧放电过程的等效电路，并用此电路定性研究了各参数对弧放电的影响，结果同实验符合的很好。     

磁过滤阴极真空弧沉积装置研究中的等效电路方法

提出了模拟磁过滤阴极真空弧放电等离子体沉积装置阴极弧放电过程的等效电路 ,并用此电路定性研究了各参数对弧放电的影响 ,结果同实验符合的很好     

多弧离子镀膜机阴极弧源的改进及其工艺的实验研究

本文叙述了对多弧离子镀膜机阴极弧源所做的实验研究，提出了如何降低靶极工作电流、提高靶材利用率、减小蒸发粒子的颗粒度以及提高成膜质量的方法。详细介绍了在我所研制的ＨＬＺ－７５０型八个弧源的多弧离子镀膜机上所做的 ＴｉＮ超硬涂层及装饰涂层的工艺研究及实测结果。     

用于航空航天材料表面功能涂层的阴极弧技术

航空航天零部件的失效有时起源于材料表面破坏.基于真空阴极弧的表面优化是一种极为有效的保护预防技术.本工作从阴极弧的原理出发,结合作者在美国加州大学伯克莱分校劳伦斯国家实验室研究经验,讨论了阴极弧应用的技术特点.着重讨论了基于真空阴极弧的双或多等离子体的表面优化技术以及航空航天零部件材料表面功能涂层应用的可行性.     

阴极真空弧沉积中靶室第二阳极作用对系统性能的影响

介绍了阴极真空弧沉积中，弧源在阴极接地和阳极接地两种不同工作状态下的工作特性。发现阳极接地时，因沉积靶室入口法兰的第二阳极作用，聚焦磁场对弧源放电稳定性的影响不如阴极接地时明显。因此可以加较高的聚焦磁场，从而获得流强较高和较稳定的沉积等离子体束。     

空心阴极等离子体放电结构的优化设计

 低温等离子体表面处理可以有效克服液相处理法存在的环境污染、耗能大和成本高的缺点,对材料表面进行清洗、活化和接枝处理,而设计一个合理的低温等离子体放电结构能够较好地改进表面处理的质量．通过建立CRFHCP空心阴极等离子体放电的数学模型,分析影响低温等离子体放电的关键因素,并设计了不同电极配置方式、样品位置和不同远区空心阴极结构的众多方案．通过接触角测定、表面能计算、SEM照片等方式,对不同方案下处理前后的疏水性PP薄膜形态结构进行表征分析．实验结果发现：远区径向喷嘴式空心阴极等离子体放电结构处理的薄膜表面比其他处理方式具有较小的接触角和较大的表面能．这表明采用优化设计的CRFHCP空心阴极等离子体放电结构,可以较其他结构更为有效地改善材料表面的亲水性能．     

磁过滤阴极真空弧沉积法制备TiAlN薄膜的研究

采用磁过滤阴极真空弧沉积技术在不同的真空室压强（N2流量）状态下制备TiAlN薄膜，讨论了N2流量对TiAlN薄膜各项性能的影响。并对薄膜的成分、结构和性能进行了测试。测试结果表明：获得薄膜较好，真空室压强对薄膜的厚度、摩擦系数和纳米硬度都有着重要的影响。     

触发型真空弧放电特性研究

基于沿面放电设计了短间距的触发型真空弧放电装置,利用高速相机研究了触发真空弧放电特性,获得了不同放电时刻的放电图像。通过分析放电图像,发现主弧放电开始阶段,主弧电流主要为电子电流,而且在阳极附近观察到较强的离子电流。研究发现阴极斑的形成和等离子体的扩散是主间隙击穿的关键因素。初始阴极斑不仅为触发回路提供载流子,同时影响着主间隙的击穿。文章讨论了阴极表面离子鞘层对表面电场的影响,阴极表面场强可达107V/m。同时本文讨论了背景气压对电极间隙放电延迟时间的影响。     

米级范围内不同距离的等离子体活化对玻璃纤维/氰酸酯基复合材料表面沉积Al涂层性能研究

采用阳极层离子源对米级范围内不同距离下的玻璃纤维增强的氰酸酯基复合材料进行表面活化处理后,采用真空磁过滤阴极弧技术在相应位置的复合材料表面沉积Al涂层.通过分析等离子体活化前后的表面能和表面极性的变化,以及沉积的Al涂层的表面微观形貌和膜基结合强度等,评估了等离子体活化技术对米级范围内不同距离的复合材料沉积Al涂层性能...     

氧化钒薄膜作为锂离子微电池阴极膜的磁控溅射技术的制备

研究了用磁控溅射系统来制备氧化钒薄膜,通过优化工艺条件制备出可用作锂离子微电池阴极膜的非晶态五氧化二钒（α-V2O5）薄膜。并使用X射线衍射（XRD）与X射线光电子谱（XPS）来表征薄膜的晶向及化学组分。结果表明通过调节氧气以及氩气的流量、基片的温度和溅射功率,可以制备出高纯度的α-V2O5薄膜。而且,半电池体系V2O5/LiPF6/Li被构造用于表征在锂电池中作为阴极膜的五氧化二钒（α-V2O5）的电学性质。在此电池系统经过10个循环放电后,薄膜放电电容趋于稳定值。     

阴极弧斑放电的机理分析

介绍了阴极弧斑放电的基本特征。参考前人的研究模型和最新的实验结果,系统地分析了阴极弧斑放电的机理和过程：电子的爆裂发射模型;热场致发射理论;阴极电位降区满足的Ｍａｃｋｅｏｗｎ 公式;阴极弧斑在磁场中的运动机理。最后讨论了气压对弧斑运动的影响,解释了阳极弧斑放电特征。     

钛合金表面阴极微弧电沉积Al2O3-SiC复合涂层

通过高温烧结法在TC4钛合金表面制备了起弧阻挡层,然后采用阴极微弧电沉积工艺在TC4钛合金表面制备了Al2O3-SiC复合陶瓷涂层,重点研究了复合陶瓷涂层的制备工艺及影响因素,并采用扫描电镜、能谱仪等观测了起弧阻挡层及复合陶瓷涂层的表面微观形貌及成分组成。结果表明,阴极微弧电沉积技术能够在钛合金表面制备出Al2O3-SiC复合涂层,且起弧阻挡层至关重要,为起弧必备条件,SiC在Al2O3基体中的分散性较好,涂层较厚且分布均匀。     

磷化膜与阴极电泳涂膜的配套性研究

为解决汽车阴极电泳涂装的质量问题，探索了磷化膜在阴极电泳涂装过程中的微观变化及其对涂层性能的影响；研究了磷化膜结构及组成（Ｐ比）对阴极电泳涂膜性能的影响，获得了评价磷化膜与阴极电泳涂膜配套性的最有效的方法。     

阴极真空弧沉积中靶室第二阳极作用对系统性能的影响

介绍了阴极真空弧沉积中 ,弧源在阴极接地和阳极接地两种不同工作状态下的工作特性。发现阳极接地时 ,因沉积靶室入口法兰的第二阳极作用 ,聚焦磁场对弧源放电稳定性的影响不如阴极接地时明显。因此可以加较高的聚焦磁场 ,从而获得流强较高和较稳定的沉积等离子体束     

新型阴极弧电源研制及脉冲增强电子发射(P3e)效应研究

本文研制了新型脉冲阴极弧电源,并实现了脉冲增强电子发射(P3e)以提高真空室内等离子体密度。该电源核心由脉冲发射和维持电流系统构成,由单片机和触摸屏系统协同控制和管理。对P3e电源进行放电特性和脉冲增强电子发射效应进行了研究。结果表明,在相同平均电弧电流条件下,与直流相比,P3e技术能够显著提高工件(基体)脉冲电流与平均电流。在电弧平均电流90 A时,基体脉冲电流由5 A提高到19.6 A,基体平均电流由2.2 A最大提高到4.6 A,表明脉冲增强了电子发射,进而获得高的等离子体密度,这将有助于增加膜层致密性、降低膜层应力。该新型电源对于阴极弧靶中毒抑制、膜层结构改善、膜层颗粒污染控制具有重要的意义。     

多弧离子渗金属技术

本文用阴极电弧源做离子金属源，源极的靶材用Ti,Ai，不锈钢制铸，源因产生冷阴极弧光放电而产生金属等离子体，形成高密度的金属离子流，基板由钢材制成，施加适当的负偏压，在基板负偏压作用下，金属离子轰并加热基板至900℃或1100℃，金属原子渗入钢中形成高渗速金属层，文中侧试了渗金属层的组织形貌和Ti,Al,Cr,Ni在渗层中的分布，结果表明阴极电弧源离子湖金属技术是新的金属等离子体表面合金化技术，是对多弧离子镀的发展。     

强流离子源新型LaMo阴极的制备

作为强流离子源新型的ＬａＭｏ阴极，其用于强流离子源阴极的实验结果表明ＬａＭｏ阴极是一种有效的热阴极发射体，且该阴极用于强流离子源时，离子源放电起弧正常，使用寿命大大延长（相对于ＬａＢ６阴极）。本试验对ＬａＭｏ阴极材料的制备进行了探索性的尝试，取得了较好的实验结果，但与样品ＬａＭｏ阴极材料（美国）还存在着一定的距离。     

利用朗缪尔双探针诊断电弧离子镀等离子体参数

本文利用朗缪尔双探针对电弧离子镀等离子体进行了诊断.双探针具有收集电流小的优点(小于离子饱和电流),可以避免探针在高密度电弧离子镀等离子体中被烧坏.利用离散傅里叶变换(DFT)对测量曲线进行平滑,有效地克服了电弧离子镀等离子体放电所固有的强烈波动.探针端部设计能够避免由薄膜沉积造成的探针与支撑杆短路问题.实验结果表明,等离子体密度随着弧电流和气压的增加而增加,而电子温度随着弧电流和气压变化不明显.另外,使用双靶放电等离子体密度和电子温度高于单靶放电.这些结果提供了电弧离子镀等离子体的基本参数,对于材料涂层工艺研究具有积极意义.     

影响低温等离子体多弧镀TiN装饰膜膜层色泽的因素

通过对真空弧光放电低温等离子体性质的阐述，着重分析了多弧离子镀ＴｉＮ装饰膜工艺中，影响膜层色泽的主要因素。实践表明，对这些工艺进行合理的控制，就能制备出色泽纯正、外观精美的仿金膜。