射频磁控溅射法制备TiB2涂层及其性能分析

利用射频磁控溅射技术在硅和钢片上沉积了TiB2涂层.采用场发射电子扫描显微镜(FESEM),小掠射角x射线衍射(GAXRD)及X射线光电子能谱(XPS)分别研究了涂层的横截面形貌,晶体结构以及涂层中的元素和化学状态.同时,对涂层的显微硬度和残余应力进行了表征.结果表明, 利用射频磁控溅射法制备的TiB2涂层平整光滑,结构致密,沿[001]晶向择优生长,具有纳米晶结构,硬度显著提高,而且残余压应力较低.     

偏压对磁控溅射制备Ni掺杂TiB2基涂层结构及力学性能的影响

采用双靶非反应磁控溅射,通过改变基底偏压,制备了一系列Ni掺杂TiB2基的涂层.通过X射线能谱仪确定其成分,利用X射线衍射、扫描电镜对涂层的结构进行分析,并通过纳米压痕、维氏压痕、划痕以及摩擦磨损分别对涂层的硬度、模量、断裂韧性、膜基结合力和摩擦学性能进行了表征.结果表明:此工艺下制备的TiB2-Ni涂层中均存在六方相的TiB2结构,并且生长结构非常致密,无明显的柱状生长结构,表面粗糙度低;硬度均大于40 GPa;涂层均具有较好的断裂韧性;且随着偏压增大断裂韧性和结合力都有所提高;同时所制备涂层摩擦系数均在0.5～0.6,磨损率在同一数量级.     

TiB2和Ti-B-N涂层的性能对比研究

用磁控溅射法在1Cr18Ni9Ti不锈钢上沉积了TiB2和Ti-B-N涂层.用场发射电子扫描显微镜(FESEM)和小掠射角X射线衍射(GAXRD)研究了涂层的结构与形貌,并对涂层的显微硬度进行了检测分析.研究表明:通入N2后,Ti-B-N涂层变得更为光滑平整,涂层结构由纳米柱状晶转为非晶结构,显微硬度降低.在室温无润滑条件下,检测了涂层的耐磨性能,结果表明Ti-B-N涂层的摩擦系数低于TiB2涂层,但涂层的耐磨性并没有得到提高.     

TiB2-金属陶瓷及其涂层制备技术的研究进展

评述了近年来对TiB2-金属陶瓷及其原位合成技术的研究进展。从其烧结工艺、显微结构及其在涂层中的原位合成制备技术等方面进行了分析和讨论。指出了目前限制TiB2-金属陶瓷广泛应用的主要问题：原料价格昂贵、烧结工艺复杂、难以致密化，同时，涂层的力学性能有待进一步提高，并提出了解决上述问题的可行途径。     

含TiB2陶瓷相热喷涂涂层的研究进展

TiB2具有高耐磨、高耐腐蚀、耐高温、抗氧化等优异性能,但由于高脆性和材料制备的困难性,使其用作结构材料还很难.通过各种工艺制备含有TiB2陶瓷相的涂层既可充分发挥材料的优异特性,满足工件所需的耐磨耐高温耐腐蚀等性能,又节省了材料节约了成本.本研究介绍了先进陶瓷材料TiB2的主要结构性能以及目前制备TiB2涂层的主要方法,着重介绍了有关国内外热喷涂法制备含TiB2陶瓷相涂层的研究进展和成果,并对不同热喷涂工艺的特点与发展趋势做了分析和讨论,最后阐述了TiB2涂层的成功应用情况及其广阔的发展前景.     

磁控溅射技术制备CrAlN涂层的研究进展

概述了采用不同磁控溅射技术制备CrAlN涂层的国内外研究现状与发展趋势,重点分析了CrAlN涂层的结构、力学性能、涂层氧化行为与耐腐蚀性能。提出了不同磁控溅射制备工艺的进一步优化结合和新型磁控溅射制备工艺的研究是未来磁控溅射技术制备CrAlN涂层的新趋势,在进一步提高CrAlN涂层性能的基础上,需深入探究该类硬度涂层的工业新应用潜力。     

射频磁控溅射超硬TiB2薄膜的T区结构特征

用磁控溅射技术在钢基片上沉积出具有T区结构的TiB2薄膜,研究基片偏压对薄膜的影响。使用X射线衍射技术和扫描电镜分析薄膜的特性。发现在本研究工艺条件下,所有的薄膜均呈（001）晶面择优生长。当基片偏压在-50V时,薄膜的硬度为50GPa,抗塑性变形的能力为0．65GPa。加大基片偏压,导致薄膜晶粒尺寸减小,同时薄膜的硬度和抗塑性变形的能力也下降。扫描电镜分析显示,基片温度对T区结构的影响是明显的,提高基片温度,当Ts／Tm=0．18时,薄膜中出现”等轴”结构。     

钛合金表面磁控溅射TiB2-TiN复合薄膜的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备SiC/TiB2-TiN双层薄膜,SiC为中间层,研究了TiB2-TiN复合薄膜的组织结构和摩擦磨损性能.结果表明,TiB2-TiN复合薄膜具有纳米尺度颗粒(畴)的微结构特征,SiC薄膜与基材和TiB2-TiN复合薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;在载荷200g、室温Kokubo人体模拟体液条件下,与氮化硅(Si3N4)球(直径4mm)对摩,其平均摩擦系数约为0.22,磨损速率在10-6mm3/(m·N)级;并且TiB2-TiN复合薄膜对Kokubo人体模拟体液中的Ca、P元素具有很强的黏附能力.     

MoS2软涂层刀具的基体材料优选及涂层制备

以常见的几种高速钢和硬质合金为基体材料，运用有限元软件分析了基体表面MoS2软涂层的残余热应力。结果表明：高速钢表面涂层的最大残余热应力小于硬质合金表面涂层的残余热应力；涂层与基体之间弹性模量和热膨胀系数等参数及沉积温度的差异是影响涂层残余热应力大小的主要因素。采用中频磁控溅射加离子束辅助沉积工艺制备了两种MoS2软涂层刀具并对其性能进行了测试，分析结果符合有限元计算的结论。     

反应磁控溅射制备的SiO2防护涂层抗原子氧侵蚀性能研究

在原子氧侵蚀地面模拟设备中对Kapton和利用反应磁控溅射制备的SiO2涂层进行了原子氧暴露实验，并采用XPS和SEM等分析手段对暴露前后试样表面的物理和化学变化进行了研究．结果表明，Kapton试样遭受了严重的侵蚀，质量损失较大；SiO2涂层质量变化很小，对基体提供了良好的保护作用．XPS分析结果表明，反应溅射的SiO2涂层是富Si的，初始暴露时由于氧化反应而质量有少许增加，随时间延长，涂层变得完全符合化学计量．SiO2涂层在原子氧暴露后涂层的太阳吸收率、辐射率和反射系数均没有发生明显的变化．SiO2涂层较脆，易产生裂纹，原子氧会通过缺陷位侵蚀下面的基体材料，严重影响飞行任务的正常进行。     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化依（ＩｒＯ_２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲劳性能的影响,利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ_２薄膜．并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜．讨论了溅射参数（溅射功率、 Ａｒ／Ｏ_２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶、取向和形态的影响．     

直流磁控溅射镀膜在玻璃涂层技术中的应用

本文在探讨镀膜玻璃一些基本问题的基础上,阐述了磁控溅射在玻璃涂层技术中的应用机理、靶的结构靶材的选取、提高膜层质量以及镀膜玻璃的应用及发展前景等问题。     

磁控溅射法在涤纶织物上制备氟碳薄膜

用磁控溅射法在涤纶(PET)织物上制备纳米氟碳薄膜,研究了磁控溅射过程中不同PET织物布样、溅射功率、工作气压和基底温度对薄膜性能的影响。对氟碳膜的成膜组分进行了研究,并对溅射后的织物进行了拒水性能和抗紫外性能的测试和分析。     

Photocatalytic Property of TiO2 Films Deposited by Pulsed DC Magnetron Sputtering

TiO2 thin films were prepared by DC magnetron sputtering with the oxygen flow rate higher than the threshold. The film deposited for 5 h was of anatase phase with a preferred orientation along the <220> direction, but the films deposited for 2 and 3 h were amorphous. The transmittance and photocatalytic activity of the TiO2 films increased constantly with increasing film thickness. When the annealing temperature was lower than 700℃, only anatase grew in the TiO2 film. TiO2 phase changed from anatase to rutile when the annealing temperature was above 800℃. The photocatalytic activity decreased with increasing annealing temperature.     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２薄膜,并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜,讨论了溅射参数（溅射功率、Ａｒ／Ｏ２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶,取向和形态的影响。     

磁控溅射高温固体自润滑涂层的研究与进展

近年来,高温固体自润滑涂层在许多领域得到了快速发展,尤其是磁控溅射技术制备的微纳米高温固体自润滑涂层可以满足航空领域应用中对涂层厚度、力学性能、摩擦性能的更高要求。在综合国内外大量文献的基础上,对磁控溅射方法制备的高温固体自润滑涂层的材料体系、工艺参数优化和涂层结构设计取得的进展进行了综述,通过分析涂层组成相影响机理、工艺改进措施和涂层复杂界面结构,提出未来高温固体自润滑涂层有待进一步研究的问题。     

反应磁控溅射制备氮化钽扩散阻挡层的研究

采用反应磁控溅射在硅衬底上制备了TaN薄膜,研究了氮分压、溅射功率及衬底温度对薄膜晶体结构、表面形貌和电学性能的影响。结果表明,晶体结构随工艺参数的改变发生变化,GIXRD图谱衍射峰强度随溅射功率和衬底温度的增加而增强,氮气分压的增加使择优取向向(111)晶面偏移;TaN薄膜的表面形貌与溅射功率和氮气分压密切相关,与衬底温度的关系不大,其粗糙度随溅射功率的增加而增大,随氮气分压的增加而减小;TaN薄膜的方块电阻随溅射功率的增加逐渐减小,随氮气分压的增加逐渐增大,温度对方块电阻的影响不大;对Cu/TaN/Si互联体系热处理后发现TaN薄膜具有优异的阻挡性能,在600℃时依然可有效阻止Cu向Si的扩散。     

脉冲供氧反应磁控溅射TiO2薄膜的结构和形貌研究

利用脉冲供氧反应磁控溅射制备了TiO2薄膜。分别用XRD和SEM研究了晶体结构和表面形貌。结果表明,当氧浓度高或Toff小,样品为锐钛矿结构,晶粒大小20～30nm;而当氧浓度低或Toff大,样品为金红石结构,晶粒大小10～15nm。应变分析表明,锐钛矿结构只存在压应变,大小0．044～0．211;而金红石存在压应变（大小0．021-0．398）或张应变（大小0．182～0．438）。氧浓度低（或Toff大）样品具有更平整的表面和更均一的晶粒大小。