磁控溅射MoS2薄膜的生长特性研究

利用非平衡磁控溅射技术制备出二硫化钼薄膜,并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了工作气压和沉积时间对薄膜表面形貌和结构的影响及其演化规律。实验结果表明,在小于0.40 Pa的气压下,沉积MoS2薄膜的（002）面平行于基体表面,而在高于0.60Pa的高气压下,膜层的（002）面垂直于基体表面.在沉积初期,无论工作气压的高低,薄膜均按（002）基面的方式生长;在沉积后期,低气压下形成的薄膜仍按（002）基面方式生长,而在高气压下薄膜将转向以（002）基面与（100）或（110）棱面联合的方式生长。薄膜的表面形貌、微观结构,与薄膜的生长速率和沉积粒子的能量有关。     

射频／直流磁控溅射不锈钢／Al2O3复合薄膜组织与性能研究

利用射频/直流碳控溅射法,制备了316L不锈钢/Al2O3陶瓷复合薄膜,研究了316L不锈钢/Al2O3陶瓷复合膜的组织形貌。测试了薄膜的显微硬度和耐磨性。结果表明：直流磁控溅射316L不锈钢薄膜呈柱状晶结构,主要有Fe-Cr和γ-Fe相构成,在Fe-Cr(110)晶面出现明显的择优取向,由于射频溅赈射Al2O3陶瓷的掺合,使316L不锈钢/Al2O3陶瓷复合薄膜柱状晶细化,并出现二次柱状晶,在Fe-Cr（211）晶面出现明显的掺优取向, 316L不锈钢膜硬度明显高于316L块体,掺合了Al2O3的金属/陶瓷复合薄膜耐磨性有显著的提高。     

磁控溅射MoS2薄膜的生长特性研究

利用非平衡磁控溅射技术制备出二硫化钼薄膜,并通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了工作气压和沉积时间对薄膜表面形貌和结构的影响及其演化规律.实验结果表明,在小于0.40 Pa的气压下,沉积MoS2薄膜的(002)面平行于基体表面,而在高于0.60Pa的高气压下,膜层的(002)面垂直于基体表面.在沉积初期,无论工作气压的高低,薄膜均按(002)基面的方式生长;在沉积后期,低气压下形成的薄膜仍按(002)基面方式生长,而在高气压下薄膜将转向以(002)基面与(100)或(110)棱面联合的方式生长.薄膜的表面形貌、微观结构,与薄膜的生长速率和沉积粒子的能量有关.     

磁控溅射MoS2薄膜的结构和微观摩擦磨损特性

利用磁控溅射法制取了ＭｏＳ２薄膜,通过Ｘ光电子能谱、Ｘ射线衍射和ＡＦＭ／ＦＦＭ方法对薄膜的表面形貌、成分、化学价态、结构和微观摩擦磨损性能进行了研究。实验结果表明：ＭｏＳ２薄膜表面呈蠕虫状,微观结构为（１００）面平行于基面的非晶态,表面膜由ＭｏＳ２和少量的ＭｏＯ３组成。在微观摩擦磨损过程中,ＭｏＳ２薄膜的摩擦系数较大,且而磨性能高;微摩擦过程中没有磨合阶段,不存在摩擦机理的转变。     

磁控溅射制备高聚物基TiO2-CeO2复合薄膜的组织和性能

采用磁控溅射技术在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底上制备了TiO2-CeO2复合薄膜;用X射线衍射仪、扫描电镜和UV-VIS分光光度计分析了薄膜的相组成、表面微观形貌和透射率.结果表明:溅射态的薄膜为非晶态;经150℃退火12 h后,薄膜表面有锐钛矿相颗粒析出;随着溅射功率的增加,薄膜表面的锐钛矿相颗粒数量明显增多,形状接近球形,在功率为100 W时,尺寸约为120 nm;随着溅射功率的增大,薄膜对紫外和可见光的透射率降低;另外,薄膜表面形貌和透射率也受溅射时间的影响.     

磁控溅射法制备ZrW2O8薄膜及其性能

利用射频磁控溅射法在单晶硅片和石英基片上沉积了非晶态ZrW2O8薄膜,对不同温度下热处理的薄膜进行了XRD分析;用扫描电镜观察了薄膜的表面形貌,用阻抗分析仪和分光光度计分别研究了薄膜的介电性能和透光性能.结果表明:非晶态薄膜在740℃热处理3 min可以制得具有较好负热膨胀特性的ZrW2O8薄膜,其热膨胀系数为-2.54×10-5 /℃;介电常数和介电损耗均随着频率的增加而减小;在可见光范围内薄膜的透光率达75%.     

中频磁控溅射周期性变电流（Ti，Al）N多层薄膜的结构与性能

使用独特的镶拼矩形TiAl靶,用中频反应磁控溅射方法,采用周期性改变靶电流的方法在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积了(Ti,Al)N多层薄膜.利用场发射扫描电镜、纳米硬度仪和x射线衍射仪等方法研究了(Ti,Al)N多层薄膜组织结构、硬度和膜基结合性能.结果表明,制备的(Ti,Al)N多层薄膜硬度略低于20GPa.弹性模量均大于230GPa,薄膜的临界载荷均大于50N;多层薄膜有一定的择优取向,且择优取向随着靶电流周期性的改变而有所变化.同时发现,(Ti,Al)N多层薄膜硬度是结构、界面和择优取向共同作用的结果.     

靶功率对射频磁控溅射制备MoS_2-Sb_2O_3复合薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射技术制备MoS2-Sb2O3复合薄膜,研究靶功率对薄膜性能和结构的影响。利用XRD、XRF分析薄膜的成分和结构,用CSM薄膜综合性能仪测试薄膜的硬度及附着力,通过承载力试验测试薄膜的承载性能,使用真空球-盘摩擦试验机测试真空和大气下薄膜的摩擦因数及耐磨寿命。结果表明:使用射频磁控溅射制备的MoS2-Sb2O3复合薄膜具有准非晶结构,其薄膜结构和成分受沉积时的靶功率影响;MoS2-Sb2O3复合薄膜在真空下具有比大气下更稳定的摩擦学性能,更长的耐磨寿命;提高溅射原子能量能有效地提高MoS2-Sb2O3复合薄膜的承载性能,减少薄膜的内应力,提高薄膜的附着力,提高薄膜的耐磨寿命。     

磁控溅射法制备WO3薄膜及其光学性质研究

采用DC磁控溅射的方法在玻璃基片上制备WO3薄膜,在不同温度条件下对薄膜进行退火处理;测量了不同氧分压下制备的薄膜在紫外到可见光范围内的透过率.实验表明,氧分压在75%左右条件下制备的薄膜具有较好的光学性能,退火温度在300℃左右可明显改变薄膜的光学性质.     

Microstructure, Morphology and Properties of Titanium Containing Graphite-Like Carbon Films Deposited by Unbalanced Magnetron Sputtering

A series of graphite-like carbon films with a titanium concentration of about 3.0 at.% were successfully deposited on silicon wafer substrates using an unbalanced magnetron sputtering system with different bias voltages. The microstructure, surface morphology, and properties of the titanium-containing graphite-like carbon films were subsequently studied using different characterization techniques. The results show that the resulting titanium-containing graphite-like carbon films are completely dominated by sp² sites and that these films have moderate hardness, low internal stress, and superior tribological properties with low friction and a high load-bearing capacity. The hardness (H), elastic modulus (E), H/E, H ³/E ², and internal stress of the titanium-containing graphite-like carbon films initially increase with increasing bias voltage, only to be followed by a decrease with further increases in the bias voltage. Tribologically, the studied carbon film shows a slight increase in friction with increasing bias voltage, while the wear rate initially decreases, followed by an obvious increase. The tribological properties of the studied titanium-containing graphite-like carbon films are greatly improved under the liquid paraffin-lubricated condition, achieving extremely low friction (~0.045) and wear (~10^?9 mm³/Nm). The effect of bias voltage on the microstructure and properties of the titanium-containing graphite-like carbon films is discussed in detail.     

工艺参数对TiN薄膜光学性能的影响

在玻璃基片上用直流磁控溅射的方法制备氮化钛薄膜,研究了在不同氢气氯气流量比(λAr/N2)条件下和不同镀膜时间内所制备TiN薄膜对紫外一可见一近红外光的透光性能,以及对中远红外光反射能力影响.结果表明,随着氩氮流量比(λAr/N2)的增大,TiN薄膜在可见光到近红外区域透光性逐渐减小,但其对中远红外光反射能力不断增强.镀膜时间的增加使其方块电阻R□急剧减小,中远红外光反射率迅速升高到接近70%.     

射频磁控溅射法制备二硫化钼薄膜

用射频磁控溅射法在GCr15钢表面制得了MoS2薄膜。通过扫描电镜、摩擦磨损以及划痕试验仪研究了工艺参数对薄膜形貌和性能的影响。结果表明:采用射频溅射法,在功率200W、工作气压3Pa、时间2h条件下制备的MoS2薄膜性能最佳;沉积过程中沉积原子从衬底表面获得足够的扩散能量时薄膜按层状模式生长,扩散能量不足时薄膜按层岛复合模式生长;MoS2薄膜摩擦因数低,具有优良的摩擦学特性。     

ECR结合中频磁控溅射制备掺Cu类金刚石膜工艺及性能研究

为改善DLC膜的内应力及导热问题,采用ECR微波等离子体化学气相沉积及中频磁控溅射的方法制备掺Cu类金刚石膜,研究溅射电流对薄膜中Cu含量、薄膜表面形貌、结构及机械性能的影响.结果表明:改变溅射电流能有效地控制类金刚石膜中金属含量,拉曼光谱显示,制备的薄膜为典型的类金刚石薄膜结构;Cu的掺入使得类金刚石膜的硬度和耐磨损性能下降,但在一定溅射电流下可得到薄膜结构及机械性能均较好的掺Cu类金刚石膜.     

射频磁控溅射WS2 -Ag复合薄膜的组织结构及环境摩擦磨损特性

采用射频磁控溅射方法在高速钢基体上制备WS2-Ag复合薄膜.用能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对薄膜的成分、组织结构和形貌进行了表征;用划痕仪和球-盘式摩擦仪分别测试薄膜的结合力和大气及真空环境下的摩擦学性能.结果表明,Ag含量为3.23%～5.78%的WS2-Ag复合薄膜具有非晶态结构.Ag的掺入可使WS2薄膜平滑、致密,提高薄膜与基体的结合力,降低薄膜的摩擦因数和摩擦学特性环境敏感性.复合薄膜的耐磨性比纯WS2更加优异,Ag含量5.05%的复合薄膜具有最佳摩擦学性能,其在大气和真空中的磨损率分别为1.06×10-6和0.72×10-6 mm3/(N·m).     

两种陶瓷薄膜的透射电镜研究

采用高分辨透射电镜技术对两种硬质薄膜（AlTiN多层薄膜和AlCN非晶薄膜）样品的显微结构进行了研究。结果表明：在高速钢基体上制备的AlTiN多层薄膜由两种氮含量交替变化的膜层构成,尽管交替的两层中氮含量不同,但每一单层都为纳米晶包含在非晶点阵中的纳米复合结构,不同之处是低氮含量层中纳米晶密度较小;生长在单晶硅基体（100）晶面上的非晶AlCN薄膜,在膜基界面处硅基体上出现应力畸变层,应力畸变层厚度很薄,约3～5个原子层。比较Si的应变层和非应变区的傅里叶变换结果,片状的应变层产生形状效应,使得傅里叶变换图中斑点沿垂直于片状应变层方向拉长成线状。