磁控溅射沉积Cu-Nb薄膜的特征及热退火的影响

用磁控共溅射法制备含铌1.16%～27.04%(原子分数)的Cu-Nb合金薄膜,运用EDX,XRD,SEM,TEM,显微硬度仪和电阻仪对沉积态和热退火态薄膜的成分、结构和性能进行了研究.结果表明,Nb添加显著影响Cu-Nb合金薄膜微结构,使Cu-Nb薄膜晶粒细化,含铌1.82%～15.75%的Cu-Nb膜呈纳米晶结构,存在Nb在Cu中的fec Cu(Nb)非平衡亚稳过饱和同溶体,固溶度随薄膜Nb浓度增加而上升,最大值为8.33%Nb.随Nb含量增加,薄膜中微晶体尺寸减小,Cu-27.04%Nb膜微结构演变至非晶态.与纯Cu膜对比表明,Nb添加显著提高沉积态Cu-Nb薄膜显微硬度和电阻率,总体上二者随膜Nb含量上升而增高.Nb含量高于4.05%时显微硬度增幅趋缓,非晶Cu-Nb膜硬度低于晶态膜,电阻卒则随铌含量上升而持续增加.经200,400及650℃退火1h后,Cu-Nb膜显微硬度降低、电阻率下降,降幅与退火温度呈正相关.XRD和SEM显示,650℃退火后晶态Cu-Nb膜基体相发生晶粒长大,并出现亚微米级富Cu第二相,非晶Cu-27.04%Nb膜则观察到晶化转变和随后的晶粒生长.Nb添加引起晶粒细化效应以及退火中基体相晶粒度增大是Cu-Nb薄膜微观结构和性能形成及演变的主要原因.     

溅射沉积Cu-W合金薄膜的结构及力学性能

用磁控共溅射法制备Cu-W合金薄膜,运用EDX,XRD,TEM,SEM和纳米压痕仪对薄膜成分、结构和力学性能及其关系进行了研究。结果表明,含W较低的Cu82.1W17.9(%,原子分数)和W浓度较高的Cu39.8W60.2薄膜为晶态结构且出现固溶度扩展,分别存在fccCu(W)亚稳过饱和固溶体(固溶度4.8%W)和bccW(Cu)亚稳过饱和固溶体(固溶度5.7%Cu),W含量为31.8%,45.7%,54.8%的Cu-W薄膜呈非晶态,表面粗糙度较晶态Cu-W薄膜低。总体上非晶Cu-W薄膜弹性模量E和硬度H值较低,fccCu-W膜实测E值介于Voigt和Reuss规则预测值之间,bcc和非晶Cu-W膜实测E值分别高于和低于预测值;晶态Cu-W膜实测H值与Voigt规则计算值的符合性优于非晶膜,薄膜结构对力学性能预测可靠性影响较大。     

磁控溅射Cu/Mo纳米多层膜的结构与性能

用磁控溅射法在单晶硅和聚酰亚胺衬底上制备了恒定调制比(η=1)、调制周期λ=10～ 100 nm的Cu/Mo纳米多层膜,运用XRD,HRTEM,EDX,AFM,单轴拉伸系统、显微硬度仪和电阻仪对多层膜的微观结构、表面形貌和力学及电学性能进行了研究.结果表明,Cu/Mo多层膜中的Cu层和Mo层分别具有Cu( 111)和Mo(110)择优取向,Cu层呈柱状纳米晶、Mo层为极细纳米晶结构,Cu/Mo层间界面处存在一定厚度的扩散混合层.Cu/Mo多层膜的结构和性能受到调制周期和Cu层厚度的显著影响.在调制比η=1的条件下,随着调制周期的增加,软相Cu层厚度增大,Cu/Mo多层膜总体的屈服强度和显微硬度明显下降,裂纹萌生临界应变εc和电导率则显著上升.主要原因在于,随Cu层厚度的增加,Cu晶粒尺寸增大,Cu层内晶界密度降低,使Cu层的位错运动阻力减小、塑性变形能力增强,Cu层内电子散射效应减弱.同时当Cu/Mo多层膜总厚度恒定时,多层膜中Cu层和Mo层的层间界面数量亦随Cu层厚度的增加而减少,减弱了层间界面的电子散射效应,从而使多层膜电导率得以提高.     

近全致密高W或Mo含量W—Cu或Mo—Cu复合材料的制备方法

一种近全致密高W含量W—Cu复合材料与高Mo含量Mo—Cu复合材料的制备方法,属于粉末冶金技术领域。W—Cu或Mo—Cu复合材料的组成成分为：W-5％-35％（质量分数）Cu或Mo-10—45％（质量分数）Cu;复合材料中的W或Mo粉采用粒度配比的方法进行调制,制备所要求成分的W—Cu或Mo—Cu混合粉末;将W—Cu或Mo—Cu混合粉末放入热压模具中,进行压制、烧结;     

稀土元素Ce对铸态Cu-Si-Ni合金组织号陛能的影响

研究了稀土元素Ce的不同加入量对铸态Cu—Si—Ni合金电导率、硬度和组织的影响。研究结果表明：稀土元素Ce能净化铜基体、细化晶粒、提高cu—si—Ni合金的电导率及硬度,当稀土元素Ce的加入量为0．06％时Cu—Si—Ni合金的电导率和硬度最高。     

化学镀Fe—TM—B（TM=Mo,W,Mo—W）合金镀层的显微硬度

利用显显微硬度测量和X射线衍射结构分析，研究了化学镀Fe－Mo－W－B非晶态合金镀层的显微硬度随成分、热处理温度及结构的变化关系。结果表明，合金镀层的显微硬度随B含量增加而增加，电子浓度的变化规律与其相反。在相同B含量区域，Fe－MO－W－B镀层的硬度值介于Fe－MO－B与Fe－W－B镀层硬度值之间。热处理过程中，合金镀层的显微硬度在1400℃出现峰值，与晶化过程及晶化析出相的类型及数量有关．     

纳米复合W-Cu FGM的致密性及界面结合特征

以溶胶-喷雾干燥-热还原制备的纳米晶W-Cu复合粉末为原料,通过球磨改性、叠层压制和一步液相烧结分别制备3种两层梯度复合细晶W-Cu材料(W-10Cu/W-30Cu,W-20Cu/W-30Cu和W-30Cu/W-50Cu),对其致密度、组织成分特征及界面结合性能进行研究与分析。结果表明:3种梯度材料各均质层都达到高致密(相对密度98%);梯度材料具有明显的梯度组织,界面结合完好,Cu相呈连续网状结构,包裹在均匀分布的细小W晶粒周围;成分呈阶梯式变化,各层成分因Cu相的迁移和流失与初始设计值有一定的偏差;材料力学性能呈现梯度性,界面显微硬度处在两层显微硬度之间,结合强度高于各自富Cu层的拉伸强度,表明纳米复合W-Cu功能梯度材料各成分层之间有着优良的结合性。     

高温烧结-旋锻对喷涂W/Mo棒结构和性能的影响

采用等离子喷涂在金属钼棒表面沉积W涂层,对所得W/Mo棒进行高温烧结-旋锻处理,观察处理前后沉积层、基体及界面的显微形貌,测试W涂层与Mo基体的晶粒度、相对密度和显微硬度,研究高温烧结-旋锻处理对W/Mo棒结构与性能的影响。结果表明:高温烧结-旋锻后,W沉积层的相对密度达到98.5%,比处理前提高了15.9%,显微硬度为620.4HV0.025,提高了81.6%;而Mo基体的相对密度为99.5%,提高了0.71%,显微硬度为244.5HV0.025,降低了4.8%;W沉积层晶粒长大不明显,外部晶粒轴向拉长最明显,中部次之,内部几乎没有变形;而Mo基体晶粒明显长大至300μm,变形程度比W显著;此外,W/Mo界面高温烧结后形成100μm的大小晶粒过渡区,旋锻后没有出现明显的裂纹。     

Mo/Cu爆炸复合棒界面组织特征

本研究用爆炸复合方法制备出钼／铜（Mo／Cu）双金属复合棒，并利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）、显微硬度、压剪分离等实验手段分析了复合界面的组织特征及力学性能。结果表明：在Mo／Cu复合界面附近形成了熔区；结合界面的强度比Cu基体强度高；熔区的硬度高于基体硬度；熔区的成分以Cu为主；并对Mo基体经常出现裂纹的原因进行了分析。     

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的显微组织和析出过程

利用X射线衍射、DSC、透射电镜和能谱分析研究了快速凝固Al 4Cu Mg 3Fe 4Ni (质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的显微硬度。结果表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和α Al基固溶体和Al3 Ni相 ;当快凝合金经 4 0 0℃× 1h处理后 ,有少量S相 (CuMgAl2 )析出 ;快凝合金经 4 0 0℃× 9h处理后 ,出现了FeNiAl9弥散相 ;在合金组织中未见Al Cu Fe和Al Cu Ni相。随时效时间的增加 ,快凝合金的显微硬度不断增加 ,达到峰值后硬度缓慢下降 ,之后随FeNiAl9析出硬度又重新增加。     

沉积压力对磁控溅射Mg薄膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法在氧化锆固体电解质表面制备了Mg金属薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积压力(0.9～2.1Pa)对薄膜形貌和结构的影响.结果表明:随着沉积压力的提高,薄膜结晶程度逐渐变差,晶粒尺寸减小,表面粗糙度增大;薄膜呈(002)择优生长的柱状晶结构,且随着沉积压力的提高薄膜厚度先增加后减小.     

硅薄膜的热丝法淀积

系统地研究了热丝化学气相沉积技术中沉积气压、气体流量、钨丝温度、衬底温度对硅薄膜的结构、生长速率和光率和光电性能的影响。通过优化各工艺参数，成功地制备出光暗电导比达１０＾４的非晶硅薄膜和晶粒尺寸达微米量级的晶相良好的多晶硅薄膜。     

工艺参数对Sm-Fe超磁致伸缩薄膜沉积速率的影响

采用磁控溅射在聚酰亚胺薄膜以及黄铜等基片上成功制备出Sm-Fe超磁致伸缩功能薄膜,并且较深入地研究了溅射功率、工作气压、靶基距以及沉积不同阶段等主要工艺参数对沉积速率的影响规律。结果表明:随溅射功率的减小和靶基距的增大,会不同程度地引起沉积速率的下降;随着工作气压的增大,最初沉积速率不断增大,当溅射气压增大到一定程度(1.5Pa)时,沉积速率达到最大值,之后随溅射气压的增大,又不断减小;对于黄铜和聚酰亚胺基片,溅射初始阶段的沉积速率低于后面阶段的沉积速率。     

Gd掺杂CdTe薄膜的结构和光学特性研究

用真空热蒸发法在玻璃衬底制备CdTe和Cd掺杂CdTe薄膜.研究热处理和Gd掺杂量对CdTe薄膜结构、光学特性的影响.结果表明,薄膜均为立方闪锌矿结构,Gd的掺入没有改变薄膜的晶体结构,但使薄膜的晶粒尺寸减小,晶格常数和晶胞体积略有增大,并使其择优取向由[220]晶向变为[111]晶向.掺Gd使薄膜在可见光范围透过率增强,但对光能隙影响不大.     

Mechanisms for Hardening Film Materials: W - Ti - and TiN - Cu Systems as Examples

We have studied the mechanism for increasing the hardness of nanocomposite (W, Ti)N film materials (reactive magnetron sputtering of the alloy W - 30 at.% Ti) and TiN - Cu (reactive vacuum arc vaporization of Ti with simultaneous magnetron sputtering of copper). By studying the composition, structure, and microhardness of condensates obtained under different deposition conditions, we have established a correlation between film microhardness and structure. We have shown that the microhardness of a material based on (W, Ti)N is inversely proportional to the grain size. Limitation of the mobility of film-forming species and their access to the growing grains present on the surface by molecules of the nitrides WN and TiN is the mechanism limiting grain growth. A similar mechanism is also operative in formation of a composite coating based on hard (TiN) and soft (Cu) metallic phases. In this case, copper atoms are a grain growth inhibitor. They do not react with the titanium nitride and are sorbed on the nitride grain boundaries, preventing their growth.__________Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Nos. 3–4(442), pp. 70–79, March–April, 2005.     

不同S值磁控阴极溅射沉积Mo薄膜的结构与性能研究

在室温下,利用不同磁感应强度相对分布因子S的磁控阴极溅射沉积了金属Mo薄膜.实验研究了磁控阴极S值对放电参数、Mo薄膜的结构、形貌及性能的影响.分别利用XRD,SEM和四探针技术对Mo薄膜的相结构、表面和截面形貌及电阻率进行表征分析.结果表明,随着磁控阴极S值的增加,Mo靶放电电压降低,而放电电流增加;不同S值的磁控阴极沉积的Mo薄膜均呈现多晶结构,且具有柱状生长特征;随着磁控阴极S因子的增加Mo膜的厚度和电导率呈现先增加而后减小的变化规律,电阻率最小可达4.9×10-6Ω·cm.     

热压原位合成（Cu-Mo）／Mo5Si3复合材料

为改善Mo5Si3的室温脆性,以Mo、Cu、Si粉体为原料,通过热压反应烧结原位合成制备了(Cu-Mo)/Mo5Si3复合材料。其微观组织由Mo5Si3和少量Mo形成的相和Cu基固溶体相两相组成,且各相分布均匀、组织致密。随着Cu含量(质量分数)的增加,Mo5Si3的体积分数减少,材料的硬度下降,而相对密度、抗弯强度和断裂韧度提高。Cu和Mo的协同增韧,加之Mo5Si3的高强度和高硬度使(Cu-Mo)/Mo5Si3复合材料具有良好的强韧性配合。     

Processing and Microstructure of LaCrO3 Thin Film Derived from Chelating Precursors

Ｔｈｅｐｅｒｖｏｓｋｉｔｅ ｔｙｐｅＬａＣｒＯ3ｍａｔｅｒｉａｌｈａｓｂｅｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｆｏｒｉｔｓａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎ ,ｓｕｃｈａｓａｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌ,ｅｌｅｃｔｒｏ ｃａｔａｌｙｓｉｓａｎｄｇａｓｓｅｎｓｏｒ[1～ 3] .Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｈａｓｅｐｕｒｉｔｙａｒｅｔｗｏｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｈｉｃｈｏｆｔｅｎａｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｉｎｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｍｅｔａｌｏｘｉｄｅ…     

Luminescence Properties of Tb^3＋ -Doped LuAG Films Prepared by Pechini Sol-Gel Method

Lu3Al5O12（LuAG） thin films with different Tb^3＋ concentration were prepared on carefully cleaned （111 ） silicon wafer by a Peehini process and dip-coating technique. Heat treatment was performed in the temperature range from 800 to 1100 ℃. The crystal structure was analyzed by XRD. The results show that LuAG film starts to crystallize at about 900 ℃, and the particle size increases with the sintering temperature. Excitation and emission spectra of Tb^3＋ doped LuAG films were measured. The effects of heat-treatment temperature and doping concentration of Th3 ＋ on the luminescent properties were also investigated. For a comparison study, Th^3＋-doped LuAG powders were also prepared by the same sol-gel method.