Ti-Si-N纳米复合薄膜的结构与性能

用工业型脉冲直流等离子体增强化学气相沉积技术,在高速钢(W18Cr4V)表面沉积了Ti-Si-N复合薄膜,研究了Ti-Si-N复合薄膜的微观组织和力学性能.结果显示,薄膜相结构为纳米晶TiN和纳米晶或非晶TiSi2以及非晶相Si3N4;在Si含量为5.0 at%～28.0 at%范围内,薄膜的晶粒尺寸逐渐变大;Ti-Si-N薄膜的显微硬度相对于TiN有明显增加,最高硬度可达40 GPa;高温退火后,Ti-Si-N纳米复合薄膜的显微硬度与晶粒尺寸在800℃高温下仍然保持稳定.     

Ti-Si-N纳米复合超硬薄膜的高温热稳定性

用脉冲直流等离子体增强化学气相沉积（PCVD）方法在高速钢（HSS）基体上制备了Ti—Si-N薄膜，重点从不同温度退火后薄膜相结构、晶粒尺寸和显微硬度的变化等方面，探讨了不同Si含量的Ti-Si-N薄膜的高温热稳定性。结果表明：Ti-Si-N薄膜在900℃以内退火处理后，晶粒尺寸和显微硬度并无明显突变，尤其是Si含量较低时，在800℃，晶粒尺寸和显微硬度几乎没有变化，表明Ti-Si-N薄膜具有非常良好的高温热稳定性，这可能与薄膜相形成在高温下仍为调幅分解有关。     

反应磁控溅射制备Ti-Si-N薄膜的摩擦磨损性能

用反应磁控溅射方法,在不锈钢表面沉积Ti-Si-N薄膜.用原子力显微镜观察薄膜的表面形貌,Ti-Si-N颗粒尺寸小于0.1 μm,用亚微压入仪测试薄膜硬度,当硅的摩尔分数为9.6%时,薄膜硬度出现最大值47 GPa.球-盘式摩擦磨损结果表明,Ti-Si-N薄膜的耐磨性能明显优于TiN薄膜,加入少量硅元素后,TiN薄膜的抗磨损性能有显著提高,但Ti-Si-N薄膜的室温摩擦系数较高(0.6～0.8),高温下摩擦系数也仅轻微降低(550℃,0.5～0.6).由于Ti-Si-N薄膜的摩擦系数可能与磨损中氧化物生成量的增加有关,常温下Ti-Si-N薄膜的摩擦系数随硅摩尔分数的增加而增大,而高温下Ti-Si-N薄膜的摩擦系数随硅含量上升而降低.     

不同氮含量BCN薄膜的微观结构与摩擦学行为

用电弧增强反应磁控溅射方法(AEMS)在高速钢(W18Cr4V)基体上制备出具有耐磨减摩性能的BCN薄膜。用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了氮含量对薄膜微观结构的影响;用显微硬度计和销盘式摩擦磨损仪研究了薄膜硬度和摩擦学行为。结果表明:用AEMS方法制备的BCN薄膜为非晶结构,薄膜中的B-N键的含量随氮含量增加而增加;薄膜中氮含量的增加使薄膜的硬度和摩擦系数升高,磨损率降低。     

磁控溅射制备Ti-Si-N纳米薄膜的摩擦磨损性能

采用磁控溅射方法在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上沉积Ti-Si-N纳米薄膜。结果发现：随着Si含量增加，薄膜的晶粒尺寸逐渐变小，晶粒尺寸范围在3nm～20nm之间。薄膜的显微硬度相对于TiN有明显增加，最大硬度可达43．5GPa。Si元素的加入亦改善了膜基结合强度。同时发现，Ti-Si-N纳米薄膜的摩擦系数和比磨损率随着Si含量的增加先减小后增加，其高温摩擦系数明显低干常温，但比磨损率却有显著提高。     

等离子体沉积TiN涂层的组织特性

本文研究了将TiCl_4,N_2,H_2混合气体在钢和玻璃等基体表面进行等离子体辅助化学气相沉积的TiN涂层。结果表明:TiN涂层的密度和晶性受射频放电功率密度的影响;且X射线衍射显示,随着射频放电功率密度的增加而增强薄膜的(200)取向;用扫描电镜观察薄膜显示此时的TiN薄膜的粒状组织更加致密。随着射频放电功率密度的增加,涂层显微硬度增加到最大值后下降,这种影响可归结于薄膜中氯化物含量;当氯化物含量最低时,显微硬度最大。     

固溶处理对NiTi薄膜中位错密度的影响

用磁控溅射法将NiTi薄膜沉积在纯Cu箔片上，在800℃分别固溶30min，45min，60min和120min：采用X射线傅氏线形分析法计算各固溶时间的位错密度及位错分布参量。随固溶时间的增加，平均位错密度不断下降；亚晶粒尺寸D逐渐增加；平均位错分布参量基本不变。由位错密度及位错分布参量计算得到NiTi薄膜材料的显微硬度值，随固溶时间的增加，显微硬度计算值明显低于测量值。     

具有TiN过渡层的BCN薄膜制备与力学性能

用电弧增强磁控溅射(AEMS)装置在高速钢(W18Cr4V)和Si(100)基体上制备了具有TiN过渡层的BCN薄膜,用X射线衍射(XRD)仪和傅里叶红外光谱(FTIR)分析了薄膜的微观结构,用划痕仪测试了薄膜的结合力,用显微硬度计和销盘式摩擦磨损实验仪测试了薄膜的硬度和摩擦学性能。结果表明:本实验条件下制备的具有Ti N过渡层的BCN薄膜的硬度为23 GPa,薄膜与GCr15钢球对磨的摩擦系数为0.3,具有TiN过渡层的BCN薄膜的结合力和摩擦学性能较BCN单层薄膜有明显提高。     

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的微观组织和力学性能

利用X射线衍射、差示扫描量热(DSC)、透射电镜(TEM)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微观组织,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αAl基固溶体和Al3Ni相;当快凝合金经40 0℃Xw 1h处理后,有少量S相(CuMgAl2 )析出;经40 0℃Xw 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。     

脉冲偏压对电弧离子镀TiCN薄膜组织结构的影响

目的改善TiCN薄膜的组织结构,进一步提高其硬度与结合力。方法采用电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压的幅值,制备一系列的TiCN薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面和截面形貌,采用X射线衍射(XRD)对薄膜进行物相分析,用X射线光电子谱(XPS)表征元素的化学状态,通过能谱仪(EDS)分析薄膜的成分。采用显微维氏硬度计测量薄膜硬度,使用3D轮廓仪测量薄膜厚度,利用多功能材料表面性能试验仪进行划痕测试。结果偏压对薄膜的硬度、结合力、组织结构和沉积速度都有影响。随着脉冲偏压的提高,TiCN薄膜晶粒逐渐细化,沉积速率、结合力有先增大后减小的趋势,TiCN薄膜的硬度保持线性提高。偏压为-200 V时,TiCN薄膜出现C_3N_4新相,此时薄膜的硬度和结合力都大幅度提高,表面形貌发生突变,液滴最多。偏压为-250 V时,TiCN薄膜综合性能最好,并且表面的液滴明显减少,此时硬度值为4017HV,结合力为51 N。结论偏压对组织结构及碳元素在薄膜中的存在形式有一定影响,适当地改变脉冲偏压可以使TiCN薄膜的显微组织更加致密,同时,形成的弥散硬化相使薄膜具备较高的硬度和膜基结合强度。     

Fabrication of YBCO films on Ag substrate by TFA-MOD method

Biaxial aligned YBCO films have been successfully deposited on Ag { 110 } (110) textured polycrystalline substrates by metal-organic decomposition (MOD) method using Trifluoroacetate Salt (TFA). The influence of firing temperature and Ag surface defects on phase purity and texture, surface morphology of YBCO films was studied. Holding temperature at 900℃ for 30 rain benefits to improve orientation and connectivity of YBCO films. The surface of YBCO films deposited on unpolished Ag substrate has many holes and stripes, which are parallel to the rolling stripe on Ag substrates. To eliminate the rolling stripe on the Ag surface, Ag substrates were polished prior to films deposition. The film grown on polished Ag substrates has a smooth surface and good connectivity of grains without parallel stripes. The YBCO films have an onset of transition around 90K and critical current densities of 15000 A/cm^2.     

轴向磁场对电弧离子镀TiN薄膜组织结构及力学性能的影响

为了研究轴向磁场对薄膜结构及力学性能的影响规律,采用电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积了TiN薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、轮廓仪和纳米压痕仪考察了外加轴向磁场对薄膜化学成分、组织结构、硬度及弹性模量的影响。结果表明:外加轴向磁场对TiN薄膜的组织结构及力学性能有明显影响。磁场强度越高,薄膜表面颗粒及溅射坑越大,薄膜表面粗糙度增大;薄膜中N含量随着磁场强度增加而增大,而Ti含量则显示出相反的趋势;磁场对薄膜择优取向有明显影响,随着磁场强度增加,薄膜(111)取向增强,而后逐渐转变为(220)择优;薄膜硬度和弹性模量随着磁场强度增加先增加而后降低,在磁场强度为50Gs时分别达到最大值28.4GPa与415.4GPa。     

磁控溅射制备Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金薄膜

本文采用直流磁控溅射的方法，分别在Si、Cu和NaCl基底上沉积了Ni-Mn-Ga薄膜，研究了不同基底、不同溅射条件和热处理对薄膜成分、组织形貌及结构的影响。结果表明，当溅射功率为22．5W，靶基距为40mm，溅射氮气压为0．1Pa时为最佳工艺参数。Si基片上薄膜比较致密均匀，Cu基片上薄膜则较为疏松，Naa基片上薄膜表面分布着团簇颗粒，但三种薄膜均可见明显的岛状结构，表明薄膜的形成为核生长型机制。热处理前的薄膜具有部分非晶存在。     

PREPARATION AND SURFACE CHARACTERIZATION OF TiO_2 THIN FILMS ON GLASS BY MAGNETRON SPUTTERING METHOD

1. IntroductionTiOz thin films have excellent properties sucl1 as l1igh ref1actitre il1dex, outstal1diugoptical tra11sl11ittallce, high dielectric constant and physical chemical stabilityll'2]. Recently',the TiO2 thi1l films have drawn more attel1tions oll photocatalysis, optical coating, al1dsolar cell fab.ication[3'4l. In this work we deposited Ti thin film on glass substrate b}-nlagl1etroll sputterillg lllethod and allllealing Ti tl1in fi1l11 to fOrlll TiO2 tl1ill fi1m.2. ExperimelltalT…     

脉冲激光能量密度对Mo薄膜生长的影响

用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)基片上制备金属Mo薄膜,研究薄膜结晶性能与能量密度之间的关系,探讨薄膜生长机制和粒子能量在薄膜生长中的作用。原子力显微镜(AFM)图像显示,薄膜表面平整、光滑,均方根粗糙度小于2 nm。X射线衍射(XRD)分析表明,随着能量密度的增加,Mo薄膜衍射峰宽变窄,薄膜从非晶态逐步变为多晶态,晶粒尺寸逐步变大。     

不同厚度Tl-2212薄膜的表面形貌及超导特性研究

采用直流磁控溅射法和后退火技术在蓝宝石基片上制备了Tl-2212超导薄膜,考察了Tl-2212薄膜的厚度对其形貌和超导特性的影响。实验结果表明,随着超导薄膜厚度增加,其表面形貌由致密平整的结构演化为片状晶体结构,临界转变温度Tc和临界电流密度Jc先增大后减小,微波表面电阻Rs先减小后增大。在退火的CeO2缓冲层上所制备的无裂纹薄膜的最大厚度达到600nm,并仍然具有良好的超导性能。     

Superhydrophobic fluoropolymer-modified copper surface via surface graft polymerisation for corrosion protection

With the objective of developing materials with repellent surfaces by combining both low surface energy and rough structure, superhydrophobic fluoropolymer films were prepared via surface graft polymerisation from copper substrates. A vinyl-terminated trimethoxysilane was firstly immobilised on the etched-copper surface to introduce active carbon–carbon double bonds. Subsequent graft polymerisation of 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl acrylate (HFBA), in the presence of a polymerisation initiator 4,4′-azobis-(4-cyanpentanoic acid), yielded the fluoropolymer films on the copper substrates. The resultant P(HFBA)-grafted surfaces not only exhibited desired superhydrophobic property with water contact angle above 150°, but substantially improved the corrosion resistance of copper substrates.     

Anisotropic hole growth during solid-state dewetting of single-crystal Au–Fe thin films

Thin Fe–Au bilayers were deposited on c-plane sapphire substrates. The layers were found to be quasi-single crystalline, with a 〈1 1 1〉 texture and strong heteroepitaxy to the substrate. When annealed, these films dewetted from the substrate via the formation of faceted hexagonally shaped holes, which grow anisotropically with increasing annealing time. The studied Fe–Au films exhibited significantly higher thermal stability against dewetting than polycrystalline Au films prepared and annealed under identical conditions. We developed a thermodynamic diffusion model describing the growth kinetics of an individual hole. This model, in conjunction with experimental results, allows estimation of the effective surface self-diffusion coefficient.     

Studies of Composition and Structure of CO2 Corrosion Film of X56 Steel in the Medium of CO2 and Salt Water

CO2CORROSION has been of a great concern inpetroleum and natural gas transportation.The reports ofthe accidents of pipe crack,caused by CO corrosion intransportation pipes can be found time by time"1.Therefore,scientific understanding for materialcorrosion of transportation pipe steel,including CO2steel corrosion rate,corrosion mechanism,morphologyand structural characteristics of corrosion film,willbuilt a fundament for the protection of CO pipecorrosion in the practical application.Pip…     

柔性基底上直流磁控溅射沉积金属铝膜的研究

采用直流磁控溅射法在棉布、涤纶、芳纶织物上制备金属铝膜,研究了铝膜的沉积速率、组织结构和表面形貌。结果表明:在一定的范围内,沉积速率随溅射功率的增大近似呈线性增加,随溅射气压的增加先升后降;基底材料对铝膜的组织结构有较大影响,在涤纶和棉布上沉积的铝膜才呈现出典型的多晶态面心立方结构,在芳纶和涤纶上获得的铝膜较棉布上的铝膜更为均匀、致密;在一定范围内,溅射功率的增大有助于提高铝膜质量。