PIIID技术制备Ti/DLC纳米多层薄膜

采用等离子体浸没离子注入与沉积（PIII＆D）技术在2Cr13钢表面制备了Ti／DLC纳米多层薄膜,分析了膜层的微观结构和机械特性。实验结果表明：纳米多层膜具有完整、清晰的调制层结构,薄膜的显微硬度均得到明显的提高,硬度较低的膜层具有较好的膜基结合强度和优良的摩擦性能,从综合性能看：纳米多层薄膜保持了类金刚石（DLC）薄膜低摩擦系数的特性,具有良好的承载能力以及膜-基结合特性。     

CrN活塞环涂层的工艺制备与摩擦学性能研究

论文采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了CrN涂层,系统地研究了不同N2含量对CrN涂层的相结构和纳米硬度的影响规律.并采用CETR微动摩擦磨损试验机比较研究了Cr电镀层与CrN涂层的高温微动摩擦磨损性能,研究结果表明:随着N2含量的增加,薄膜由Cr2N(211)相过渡到CrN(220)相;膜层的纳米硬度随N2含量的增加而增大,并出现两个峰值;与Cr电镀层相比,CrN涂层主要以磨粒磨损为主,犁沟较窄且平滑,抗高温粘着磨损性能明显增强,而且摩擦系数较小,具有较好的摩擦匹配性能,更适合用于活塞环服役的高温磨损环境.     

MEVVA离子注入技术制备DLC:Ni多层厚膜

采用金属蒸汽真空弧（Metal Vapor Vacuum Arc,MEVVA）离子源注入技术,将Ni离子注入到类金刚石（Diamond．1ikeCarbon,DLC）膜中,并重复沉积和注入过程,制备出2个层数分别为10层和15层、厚度达1．0μm和1．5μm、注入剂量不同的DLC：Ni膜样品。性能测试结果显示,膜内应力得到有效释放,膜基结合紧密,仍保持较高sp3含量以及较高硬度和弹性模量,是一种制备DLC厚膜的有效方法。     

ICPECVD类金刚石膜沉积过程的发射光谱诊断研究

利用发射光谱(Optical emission spectroscopy,OES)对感应耦合等离子体增强化学气相沉积(Inductivelycoupled plasma enhance chemical vapor d印osition,ICPECVD)类金刚石(Diamondlike carbon,DLC)膜过程中的各种基团进行分析,并对不同条件下薄膜沉积速率以及薄膜显微硬度进行测试.分析结果发现,感应耦合等离子体源激发甲烷等离子体中存在比较突出的碳氢离子成分,从而促进形成高硬度的DLC膜.而且射频功率、沉积气压等沉积参数的变化对DLC薄膜沉积过程的中性基团、离子基团以及原子氢等成分都有着明显影响,从而最终影响薄膜沉积过程及薄膜性质.     

感应耦合等离子体源制备硬质类金刚石膜的研究

采用感应耦合等离子体源(ICPS)成功地实现化学气相沉积硬质类金刚石(DLC)膜,并考察了基片负偏压对类金刚石膜沉积过程和薄膜性质的影响。薄膜的微观形貌、显微硬度、沉积速率以及结构成分分析表明感应耦合等离子体源适于制备硬质类金刚石膜,并且在相对较低的基片负偏压条件就可以获得高硬度的类金刚石膜。基片负偏压对类金刚石膜化学气相沉积过程和薄膜性质都有显著影响。     

感应耦合等离子体源制备硬质类金刚石膜的研究

采用感应耦合等离子体源 (ICPS)成功地实现了化学气相沉积硬质类金刚石 (DLC)膜 ,并考察了基片负偏压对类金刚石膜沉积过程和薄膜性质的影响。薄膜的微观形貌、显微硬度、沉积速率以及结构成分分析表明感应耦合等离子体源适于制备硬质类金刚石膜 ,并且在相对较低的基片负偏压条件下就可以获得高硬度的类金刚石膜。基片负偏压对类金刚石膜化学气相沉积过程和薄膜性质都有显著影响。     

磁过滤阴极真空弧法制备纳米nc-ZrCN/a-C:H(N)复合薄膜

采用磁过滤阴极弧法,以金属zr为阴极在真空室中通人C2H2和N2混合气体来制备纳米nc-ZrcN/a-c:H(N)复合薄膜,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜的能谱仪(SEM-EDS)、X射线电子能谱(XPS)和纳米力学探针研究了薄膜的成分、结构及其性能.实验结果表明薄膜是由ZrCN和无定形碳两种纳米结构组成;气体流速对复合膜的的成分和结构有显著影响:随着混合气体流速的增加,薄膜的锆原子百分比减小,而N和C的含量逐渐增大,薄膜的硬度逐渐减小,ZrCN峰强度逐渐降低.     

氢气流量对类金刚石薄膜结构与性能的影响

采用直流/射频耦合反应磁控溅射法在Si（100）衬底上成功制备出类金刚石（DLC）薄膜。利用表面轮廓仪、Raman光谱仪、X射线光电子能谱仪表征所制备薄膜在不同氢气流量下的沉积速率和化学结构,讨论了氢气流量对薄膜沉积速率和化学结构的影响;利用纳米压痕技术及曲率弯曲法表征薄膜的力学性能;利用扫描电镜和原子力显微镜表征薄膜的表面形貌与粗糙度。研究表明：随着氢气流量的增加,所制备薄膜的沉积速率逐渐减小,而薄膜中sp³键的含量逐渐增大。当氢气流量为25 mL/min时,薄膜中sp³键的含量为36.3%,薄膜的硬度和体弹性模量分别达到最大值17.5 GPa和137 GPa。同时,所制备薄膜的内应力均低于0.5 GPa,有望成功制备出低内应力的高质量DLC厚膜。随着氢气流量的增加,DLC薄膜的表面变得更致密光滑,且表面均方根粗糙度由5.40 nm降为1.46 nm。     

Al_2O_3/PI薄膜纳米颗粒形态的SAXS研究

聚酰亚胺(PI)/无机纳米杂化材料具有良好的电绝缘性、优异的机械性能以及高耐热等特性,广泛地应用于电气电子领域.本文利用同步辐射小角X射线散射(SAXS)技术对聚酰亚胺纳米杂化薄膜(Al_2O_3/PI)进行微观结构分析,结合透射电子显微镜(TEM)测试的结果,研究了杂化薄膜中无机纳米颗粒的特性.研究结果表明,无机纳米颗粒尺寸约为4–7 nm,纳米颗粒与基体之间具有明锐的界面,薄膜体系分形维数为2.48.     

紫外辐照对溶胶-凝胶光学薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶技术,使用旋涂方法在K9玻璃和单晶硅片上制备各种光学薄膜,并用紫外光源作为高能光子源辐照溶胶-凝胶光学薄膜。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、椭偏仪、铅笔硬度仪等测量和分析薄膜的特性。用输出波长1 064 nm、脉宽15 ns电光调Q激光系统测试薄膜的激光损伤阈值。结果表明,紫外光辐照可提高薄膜折射率和机械性能。采用紫外预处理还能将节瘤缺陷转换成孔洞缺陷,从而有效提高薄膜的激光损伤阈值,其中,单层ZrO2薄膜的激光损伤阈值达到50.6 J/cm2(1 064 nm,1 ns)。与当前流行的激光预处理技术相比,紫外预处理的设备简单、易于操作。溶胶-凝胶多层膜经紫外光处理后,有效提高了多层膜膜层的均匀性。