过滤式阴极电弧沉积类金刚石薄膜工艺的研究

本文研究了过滤式阴极电弧沉积系统的稳弧工艺参数,通过正交试验获得最佳稳弧参数,并且研究了弯管内置挡板对宏观粒子过滤效果的影响,采用喇曼光谱研究了偏压对生成的类金刚石薄膜性能的影响,证明－１００Ｖ偏压下,获得的类金刚石薄膜有最佳的ｓｐ＾３含量,扫描电镜测试表明,在（１１１）硅基片上获得致密的膜,但在高速钢基体上沉膜堆积现象比较严重,不易获得优质类金刚石膜。     

脉冲电弧沉积类金刚石薄膜特性的研究

利用脉冲电弧镀技术在硅基片上沉积类金刚石薄膜,研究薄膜的光谱特性、摩擦磨损特性、硬度、电阻率和稳定性.用椭圆偏振法测试拟合得到薄膜的光学常数,傅立叶变换红外光谱仪测试薄膜的光谱特性;利用摩擦磨损实验仪测量薄膜的耐摩擦性能;利用维氏硬度计表征薄膜的硬度.结果表明薄膜在光谱范围1.25～10μm内透明,光学常数随波长的变化而变化,具有高达40GPa的维氏硬度、高的电阻率、良好的摩擦学特性和化学稳定性等.     

脉冲激光沉积类金刚石薄膜涂层研究

利用ＹＡＧ脉冲激光器的３５５ｎｍ和５３２ｎｍ波长制备类金刚石薄膜，采用电极放电法来激发激光等离子体出射簇，发现可较好地提高薄膜的红外透过率；薄膜的红外吸收谱中没有Ｃ－Ｈ吸收带，具有较好的金刚石特性；薄膜可作为红外光学元件和有机小型机械的耐磨涂层。     

类金刚石薄膜的拉曼光谱研究

利用脉冲碳等离子体源可以直接在Ｓｉ片和Ｇｅ片镀制类金刚石薄膜。被镀制的类金刚石薄膜一般采用激光拉曼光谱仪进行定性分析。实验结果表明：ＳＰ＾３成分含量与ＳＰ＾２成分含量之比,与放电回路的电压有关,在一定电压范围内,随电压的增加,ＳＰ＾３与ＳＰ＾２之比增大,从而选择出镀制类金刚石薄膜的最佳工艺参数。     

单源低能离子束辅助沉积类金刚石薄膜结构及性能研究

用单源低能氩离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）法制备了非晶碳薄膜．氩离子能量为４００－１５００ｅＶ．膜面光滑致密，与衬底的结合力较高。用Ｒａｍａｎ，ＦＴＩＲ，ＨＲＴＥＭ，ＴＥＤ，ＳＥＭ，ＥＲＤ及ＲＢＳ研究了薄膜的形貌、结构和组分，测量了膜的电阻率、显微硬度及摩擦系数．薄膜为无定形的类金刚石（ＤＬＣ）．其中含氢约为２０５ａｔ．－％，碳原子与氢原子几乎没有形成Ｃ－Ｈ键．随着离子束能量及束流的增加，显微硬度、摩擦系数增加，电阻率减小．硬度增加是由于薄膜致密度的增加，而电阻率降低是由于膜中金刚石键（ｓｐ~３键）含量减少的缘故．     

液相电沉积类金刚石薄膜的研究进展

概括介绍了液相电沉积技术的基本方法及原理,重点从3个方面介绍了电化学方法制备类金刚石薄膜的研究情况,并简要分析了其反应机理,最后对液相电沉积技术的发展前景进行了展望.     

微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜的进展

评述了用微波等离子体化学气相沉积法制备高质量人造金刚石薄膜的最新动态和发展趋势，介绍的内容包括：制备仪器、应用领域、沉积条件等。     

采用热丝CVD法在多种基材上沉积金刚石薄膜

热丝法是一种比较成熟的气相合成金刚石膜的方法,其其它方法比较,热丝法在工艺参数对金刚石薄膜的结构和质量的影响、界面的形成、薄膜生长各阶段的特征等方面的基础研究及各种应用研究上有其特征的优越性。本文采用热丝法在ＳｉＣ昌须增强Ｓｉ３Ｎ４陶瓷、ＡＩＮ陶瓷、Ｓｉ单晶片、Ｍｏ片等基材上沉积出金刚薄膜,并通过ＴＥＭ和ＳＥＭ进行观察,分析和研究了影响金刚石薄膜沉积的因素．     

真空弧沉积类金刚石膜探讨

根据等离子沉积的原理,将原真空热处理炉改造成低压真空等离子沉积装置,采用过滤式阴极电孤沉积法分别在单晶硅和高速钢这两种基体上沉积出类金刚石膜。对所沉积的膜进行了机械性能和防腐蚀性能的试验。结果表明①这一装置的改造取得了初步成功,为今后进一步改进和优化打下了基础;②运用该装置在单晶硅基体上所沉积的类金刚石膜要比在高速钢基体上所沉积的类金刚石膜性能好。     

磁过滤的阴极弧等离子体源及其薄膜制备

采用磁过滤弯管滤除阴极弧等离子体中的大颗粒,研究了偏压和导向磁场对磁过滤弯管传输效率的影响。建立了磁过滤弯管中正交电场和磁场下的等离子体扩散模型,分析各个参数对等离子体传输的作用规律。采用磁过滤的阴极弧等离子体源制备了NbN膜,研究了沉积温度对膜层特性的影响。     

磁过滤沉积TiAlSiN纳米薄膜的摩擦磨损与腐蚀磨损行为

目的 研究磁过滤沉积方法制备的TiAlSiN纳米薄膜的结构及力学性能对摩擦学性能及腐蚀磨损行为的影响。方法 采用磁过滤阴极真空弧沉积技术,在6×10^–2～15×10^–2 Pa的N₂气压条件下,将316L不锈钢作为基底,制备出TiAlSiN薄膜。利用SEM、XRD、XPS对薄膜的结构成分形貌进行表征分析,使用摩擦磨损仪分析测试薄膜的摩擦磨损行为,并且使用电化学工作站分析测试薄膜在3.5%(质量分数)人工海水环境下的摩擦磨损及开路电位变化曲线,通过台阶仪测得磨损后磨痕轮廓曲线,并计算磨损率。结果 TiAlSiN薄膜具有典型的非晶包覆纳米晶的复合结构,薄膜表面细致光滑,截面无明显柱状晶结构。随着气压的增大,薄膜晶粒尺寸从26 nm降至12 nm。在0.08 Pa气压下制备的TiAlSiN薄膜的力学性能最佳,纳米硬度为22 GPa,基膜结合力达到28 N,干摩擦系数为0.412,磨损率为0.5×10^–6 mm³/(N·m)。在3.5%人工海水介质中,TiAlSiN薄膜的摩擦系数为0.3...     

锆表面磁过滤阴极真空弧离子镀Cr涂层高温蒸汽氧化行为研究

采用磁过滤阴极真空弧离子镀(FCVAD)技术在纯锆表面制备了厚度约为4 μm的Cr金属层,对比研究了它们在不同温度水蒸汽环境中的氧化行为,并利用XRD、XPS、SEM及EDS分析了 Cr涂层及氧化膜的物相组成、微观结构及成分分布.结果表明,在900、1000和1100℃水蒸汽环境中,镀Cr涂层大幅度降低了锆的氧化速率,...     

类金刚石膜的物理特性及应用

类金刚石膜(DLC)是由无定形碳和金刚石相混合组成的碳材料,类金刚石膜具备许多优异的性能,包括高耐磨性、低摩擦系数、热稳定性、红外透光性、高电阻、低介电常数及生物相容性,使其适合许多领域的应用,因此,引起了人们极大兴趣.现在已经应用到很多领域.总结了DLC在机械、电子、光学和医学等领域的应用状况以及存在的问题.     

真空阴极弧离子镀类金刚石碳膜Raman光谱研究

分别采用带有和不带有弯曲弧磁过滤器的真空阴极弧离子镀方法,在不同镀膜电流以及不同基片偏流下分别制备了类金刚石碳膜,对比了不同结构下类金刚石碳膜的Raman光谱特点对其Raman光谱的D峰和G峰采用Gaussian-Lorentzion的几率分布进行了分峰,并着重讨论了基片偏流、弯曲磁场等沉积参数对膜结构的影响结果表明,氩分压对膜结构影响不大,较大的偏流以及弯曲磁场的加入均有利于sp^3杂化碳键的形成。     

磁过滤直流真空阴极弧制备类金刚石膜的结构及其性能

采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在单晶硅片、载玻片、不锈钢片基体上制备了类金刚石(DLC)膜.用光学显微镜、椭偏仪、Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、纳米硬度计、摩擦磨损仪、洛氏硬度计检测了薄膜的组分、结构、光学、力学等相关特性.结果表明,膜中均存在着微米级的大颗粒分布.硅片上的薄膜厚度均为37 nm左右,75 V、100 V偏压下制得的薄膜具有最高的sp3键含量,薄膜具有典型的DLC膜Raman光谱特征.玻片上的DLC膜具有良好的红外透射性能.不锈钢片上的薄膜为非晶碳结构,硬度受膜厚的影响显著,在空气中的摩擦因数均约为0.1左右,耐磨性能优良,随着膜厚的增加,膜与基体的结合性能变差.采用Cr/Cr-DLC膜(含铬DLC膜)作为不锈钢的梯度过渡层时可以极大地提高膜基间的结合性能.     

阴极电弧制备TiAlN薄膜工艺参数的正交分析研究

为深入理解不同工艺参数对阴极电弧制备TiAlN薄膜性质的影响重要性,文中设计了L9(34)正交试验表,研究了基体负偏压、N2流量、阴极弧流对TiAlN沉积速率、表面粗糙度的影响,给出了工艺参数优化组合。结果表明:负偏压对TiAlN薄膜的沉积速率影响最大,其次是N2流量、弧流;对表面粗糙度的影响次序则为N2流量、弧流、负偏压。薄膜沉积速率随N2流量的升高而增大,随负偏压增加先增加后降低,随弧流的增大变化不明显。薄膜表面粗糙度随N2流量的升高逐渐减小,随负偏压的增加而增加,随弧流的增大而增大。     

类金刚石膜的性质和制备及应用

介绍了类金刚石膜的性能、制备方法以及应用.类金刚石膜(DLC)是由sp3键组态的碳和sp2键组态的碳混合组成的碳材料,由于具有与金刚石膜(DF)相似的性能--优异的光学特性、机械特性、电学特性和化学特性,同时现行制备方法(化学气相沉积,物理气相沉积等)相对容易实现,并且其产品已经应用到光学、医学、机械、电子等多个领域,因此引起人们极大兴趣.