TiN薄膜对碳钢和铬钢耐磨性影响的研究

利用空心阴极离子镀膜机在碳钢(T7A)和铬钢(Cr12MoV)上制备TiN薄膜，采用销一盘式磨损试验机，在润滑条件下，研究了不同基体材料上TiN薄膜的耐磨性．结果表明：铬钢Cr12MoV上的TiN薄膜耐磨性明显好于碳钢T7A上TiN薄膜的耐磨性。     

铝诱导多晶硅薄膜的制备与微结构研究

利用PECVD设备在普通玻璃基片上沉积a-Si薄膜，采用铝诱导晶化法（AIC）在氮气气氛下进行快速退火处理制备出poly-Si薄膜。研究了不同的热处理条件对a-Si薄膜微观结构、表面形貌的影响，通过XRD、Raman,SEM等测试手段对薄膜的结构、形貌进行表征。结果表明：铝膜的厚度为1μm时，在450℃下退火10min,薄膜样品开始向poly-Si薄膜转变，并且随着退火温度的升高和退火时间的增加，晶化程度加强。     

工作气压对氮化硼薄膜场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法，在n型(100)Si基底上沉积了氮化硼(BN)薄膜，并在超高真空系统中测量了BN薄膜的场发射特性．研究发现，沉积时工作气压的变化对BN薄膜的场发射特性有很大影响，工作气压为2Pa时沉积的BN薄膜样品的场发射特性较好，其阈值电场为6V/μm，场发射电流为320μA／cm^2．F—N曲线表明，在外加电场的作用下，电子是通过隧道效应穿透BN薄膜表面势垒发射到真空的．     

基底偏压对BN薄膜场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法，在n型(100)Si基底上沉积了氮化硼薄膜(BN)．通过分析电流密度-电场强度曲线，发现BN薄膜的场发射特性与基底偏压影响很大，基底偏压为-140V时BN薄膜样品场发射特性要好于其它样品，阈值电场低于8V／μm．F-N曲线表明：电子是通过隧道效应克服BN薄膜表面势垒发射到真空的．     

高速钢表面PN＋PVD复合处理工艺和性能研究

采用多弧离子镀设备,在高速钢W18Cr4V上先进行等离子氮化,再沉积TiN薄膜,研究了不同渗氮温度和时间对PN＋TiN薄膜组织和性能的影响。结果表明,温度为500℃左右和时间为2h以上条件下对W18Cr4V进行渗氮处理后再沉积TiN薄膜,可以得到最佳的薄膜表面显微硬度（1800～2000HV0.05）和膜／基结合力（50N）,涂层耐磨性也得到明显提高。     

直流PCVD TiN膜针孔率的研究

用铁氰化钾贴纸法研究了PCVD(Plasma CVD)TiN膜中针孔率与沉积温度、样品表面粗糙度和膜厚度的关系。发现TiN膜薄时,针孔率高,针孔直径多数在1～3μm;TiN膜厚时,针孔急剧减少,针孔直径均在3.5～6μm,表明小直径的针孔在TiN生长中逐渐消失。TiN膜厚达到8～10μm时,仍有针孔存在。扫描电镜观察表明:形成针孔的主要原因是表面存在杂质(或污物)和孔洞缺陷。     

脉冲偏压对铝合金上TiN膜生长的影响

为了研究在铝合金上硬质膜的性能,促进硬质TiN膜在铝合金构件上的应用,利用电弧离子镀在7075铝合金上沉积TiN膜层,并通过改变脉冲偏压幅值研究其对薄膜生长过程的影响.结果表明,生长的TiN膜具有柱状特征,在无偏压或低偏压时,柱状特征明显,但随着负偏压值的增大,柱状特征变得不明显,膜层中Ti和N的原子比率增加,由无偏压、低偏压时近似为1.0增加到-200V偏压时的1.2.在0～-200V偏压范围内,沉积膜的平均生长速率由1.5μm/h增加到11.3μm/h.随着负偏压的增加,TiN膜的(111)方向的择优取向越来越明显,而(200)方向强度越来越小.沉积膜呈柱状生长,具有明显的择优取向,其程度受脉冲偏压影响.     

SnO2：Pt薄膜和SnO2／SnO2：Pt双层膜气敏响应的次方因子

用粉末溅射方法制备了体掺杂型SnO2：Pt薄膜和表面层掺杂SnO2／SnO2：Pt双层膜，测量了薄膜在不同CO体积分数下的灵敏度和电导，研究了两种薄膜对CO响应的次方因子，测定了工作温度和薄膜厚度对次方因子的影响。实验结果表明，由室温至200℃，这两种薄膜对CO气体都显示了较高的灵敏度和选择性，两种薄膜电导对CO的响应服从次方定律关系，薄膜工作温度及厚度对次方因子均有影响，次方因子在0．5—0．8之间，次方因子在膜厚60-70m附近存在极大值，对两种薄膜测量结果的比较说明，这两种薄膜的气敏响应主要发生在薄膜表面。     

表面覆盖氮化硼膜的金刚石膜的场发射特性

利用热丝化学气相沉积（HFCVD）方法在Si衬底上生长了4μm厚的金刚石膜,然后利用射频磁控溅射方法在金刚石膜上沉积了100nm厚的六角氮化硼（h—BN）薄膜．在超高真空系统中测试了覆盖氮化硼（BN）薄膜前后金刚石膜的场发射特性,结果表明覆盖BN薄膜后的金刚石膜的场发射特性明显提高,开启电场由14V／μm升到8V／μm．F—N曲线表明,覆盖BN薄膜后的金刚石膜在强电场区域的场增强因子有所降低,这可能归因于场发射点随着电场的增强而改变．     

升温模式对热处理TiN薄膜结构及性能的影响

为了比较不同热处理方式及工艺对TiN薄膜结构和性能的影响,在真空条件下、300~900℃范围内,对采用非平衡磁控溅射方法在单晶硅基底上沉积TiN薄膜后进行了热处理实验,考查了热处理模式（不同升温速率）和温度对薄膜结构和性能的影响．利用X射线衍射仪（XRD）对薄膜微结构进行表征,并利用扫描电镜观察了不同热处理模式下薄膜的表面形貌．同时,对不同工艺下薄膜的硬度、表面粗糙度和电阻率进行了表征．结果表明,薄膜经过热处理后,其晶体结构、择优取向、硬度、粗糙度和电阻率发生明显变化,并且随着热处理模式和温度的不同而产生较大差异．无论哪种模式,真空热处理后TiN薄膜的硬度均有所下降,其表面粗糙度亦有相似的变化趋势．两种模式下,经过450℃热处理后薄膜的硬度和粗糙度均达到最大值,与其高度择优取向的晶体结构有明显的相关性．     

循环氩离子轰击对等离子体增强化学气相沉积(PECVD)TiN膜耐腐蚀性能的影响

设计了循环氩离子轰击 -PECVDTiN工艺。运用扫描电子显微镜、能谱仪、恒电位仪等仪器设备 ,研究循环氩离子轰击对PECVDTiN膜耐腐蚀性能的影响及作用机理。结果表明 :循环氩离子轰击提高了膜层在硝酸和硫酸中的耐腐蚀性能。这主要是由于循环氩离子轰击强化了沉积中的反应 ,细化了TiN晶粒 ,降低了膜层中的残余氯含量。循环氩离子轰击还可能具有减少膜内缺陷、提高TiN膜致密性的作用 ,从而亦有助于提高膜的耐蚀性。     

铜合金表面Ti/TiN多层膜的制备、结构及其性能

为了研究多层膜的腐蚀性能,促进多层膜在生产中的应用,采用电弧离子镀技术,通过调整环境N₂和Ar气的时间比例在铜衬底上成功制备了不同调制周期的Ti/TiN多层膜.利用x 射线衍射谱和交流阻抗谱研究了该多层膜的结构和腐蚀性能.表面形貌显示,沉积的Ti/TiN多层膜具有明显的周期性,环境中N2和Ar气的时间比例决定了多层膜的调制周期,N₂气时间越长,多层膜中TiN相层越厚.腐蚀性能测定表明,多层膜的调制周期影响其耐蚀性,当调制周期为550nm时,沉积膜的耐腐蚀性最好.     

V元素对TiAlVN膜层组织和抗热震性能的影响

为了拓展火炮身管延寿,利用磁控溅射技术在炮钢表面沉积了TiAlN膜层,并添加V元素来改善膜层性能.利用扫描电子显微镜附加能谱仪和X射线衍射仪分析了膜层的成分、相结构和表面形貌,研究了V元素对TiAlN膜层抗热震性能的影响.结果表明,TiAlN和TiAlVN膜层主要以TiN为主相择优生长.TiAlVN膜层属于面心立方和微弱六方密排二重结构,晶粒尺寸比TiAlN膜层略大,而晶格常数比TiAlN膜层小,因而TiAlVN膜层质量相对较好.TiAlVN膜层不易产生裂纹,抗开裂性能较好.此外,TiAlVN膜层的抗热震循环次数约为TiAlN膜层的1.4倍.     

离子氮化—PECVDTiN膜复合处理提高切边模具寿命研究

对用于制作冷作模具的两种高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2Al进行离子渗氮-PECVDTiN复合处理,研究了复合处理层的组织与性能特点,结果表明：较之单一PECVD TiN,离子渗氮-PECVDTiN复合处理改善膜基界面结合,显著提高膜基结合强度与耐磨性;采用优化的复合处理可提高高速钢制不锈钢六角螺栓切边模使用寿命一倍以上。     

脉冲负偏压对TiN-Cu复合膜结构与性能的影响

为了研究薄膜的生长过程对薄膜结构和性能的影响并促进该类薄膜的商业应用,利用电弧离子镀在不同脉冲负偏压下沉积了TiN-Cu复合膜,并对其表面形貌、晶体结构、能谱、硬度、结合强度和耐磨性进行研究.结果表明,在50~300 V范围内,随脉冲负偏压值增加,沉积薄膜中Cu原子分数逐渐减少;薄膜中最大的Cu原子分数低于Cu-Ti合金靶中Cu原子分数.沉积膜中TiN相存在明显的(111)晶面织构,并且脉冲负偏压值增大,薄膜的织构程度增加.脉冲负偏压值增加,沉积的TiN-Cu复合膜的硬度和耐磨性降低,但结合强度增加.沉积膜结构与性能的变化与脉冲偏压引起薄膜中Cu原子分数的变化有一定关系.     

微波ECR等离子体溅射沉积TiN薄膜的研究

用微波电子回旋共振（ＥＣＲ）等离子体溅射法在常温下制备出优质的ＴｉＮ薄膜．采用静电探针技术，对ＥＣＲ等离子体进行了诊断，研究了等离子体参数与装置运行参数之间的关系，探讨了等离子体参数对成膜工艺过程的影响．     

薄膜厚度对铁电薄膜铁电性能的影响

为研究薄膜厚度对外延铁电薄膜铁电性能的影响,应用与时间有关的Ginzburg-Landau方程,在同时考虑应力和表面效应的条件下,获得了不同应力情况下,不同厚度铁电薄膜的电滞回线及蝶形应变迟滞回线.计算结果显示,处于不同应力值下的铁电薄膜,剩余极化强度和场致应变随着薄膜厚度的增加而增加.而矫顽场随着薄膜厚度的增加而减小.证明了不同应力情况下,薄膜厚度对剩余极化强度和矫顽场的影响是不能忽略的.这种变化趋势与实验结果的情况是一致的.