旋转镀膜铌靶材加工工艺研究

研究了靶材不同加工工艺的组织,通过多向锻造,在变形量为80%,热处理工艺为1 050℃×90 min,制得的靶材具有均匀的等轴晶组织,晶粒尺寸40—100μm。     

集成电路用钽溅射靶材制备工艺研究

金属钽可作为集成电路中铜与硅基板的阻隔层材料,以防止铜与硅扩散生成铜硅合金影响电路性能。采用钽靶材通过物理气相沉积技术溅射钽到硅片上。靶材晶粒尺寸与织构取向影响溅射速率及溅射薄膜均匀性,要求钽靶材晶粒尺寸应小于100μm,在靶材整个厚度范围内应主要是(111)型织构。同时,为了避免薄膜存在杂质颗粒,要求钽靶材纯度不小于99.99%。本文对钽靶材电子束熔炼、锻造、轧制、热处理等关键工艺进行了系统研究,找到了一种有别于常规钽靶材生产工艺的新方法,所生产产品化学纯度、晶粒尺寸、织构等性能优良,产品成品率高,适于批量化生产。     

钼板轧制及热处理工艺对溅射薄膜微观组织及性能的影响

通过研究钼金属靶材轧制变形量及热处理工艺对溅射薄膜的微观组织、表面粗糙度及晶形的影响,结果表明:变形量为80%的钼靶材溅射制备的薄膜晶化程度优于变形量小的靶材溅射薄膜;溅射相同的薄膜厚度,随着靶材变形量的增大,溅射薄膜的方阻越大;1373K退火靶材溅射薄膜的粗糙度最小,表面颗粒最细小均匀,晶粒取向明显。     

溅射镀膜铌靶材表面纹路原因分析

从晶粒组织分布、织构组份分布、杂质含量分布三个方面对工业生产中溅射镀膜铌靶材表面纹路产生原因进行分析。结果表明,原材料的化学成分分布不均和杂质富集,经过后期的轧制加工,形成铌靶材表面规律性纹路;消除原材料成分分布不均和杂质富集,可避免铌靶材表面规律性纹路的形成。     

Nb10Zr靶材制备工艺研究

研究了Nb10Zr铸锭预处理、锻造、轧制、热处理等工艺及Nb10Zr靶材的制备工艺。结果表明,1450℃保温90 min的铸锭预处理,可以改善锻造塑性;1 300℃径向圆周锻造、1 000℃轧制及1 200~1 450℃热处理,可以避免锻造和轧制开裂,晶粒度达到8级且组织均匀。     

化工防腐用Ta40Nb合金板材加工工艺研究

用电子束熔炼得到Ta40Nb合金铸锭,研究了Ta40Nb合金的锻造和热处理工艺,结果表明,采用"轴向镦粗径向拔长+三向循环镦粗拔长"锻造工艺、"大加工率"的开坯轧制工艺,能更充分破碎Ta40Nb合金铸态组织,合金板材具有细小均匀的等轴晶。Ta40Nb合金板材成品处理采用1 200℃×90 min热处理工艺制度,能使材料最终获得均匀、细小的等轴晶组织,晶粒度达到8级以上。     

一种应用于半导体的钽板制备工艺研究

磁控溅射吸附器应用于半导体制造的金属化工艺,其作用是在溅射过程中起到聚焦和净化的作用。由于需要在表面进行均匀一致的滚纹处理,所以对其坯料的板形以及同板差有非常严格的要求,同时对内部组织也有较高要求。为了制备满足其要求的钽板,本文主要从锻造工艺以及轧制工艺进行讨论,最终得到适宜于批量生产的加工工艺,使钽板满足小于0.15mm的同板差的要求,同时晶粒尺寸在200~300μm之间,并且均匀一致。     

不同加工成形方法对银靶微观组织性能的影响

目的 研究锻造和轧制两种不同加工成形方法对银靶微观组织的影响,解决纯银靶材内部晶粒粗大、分布不均匀的问题。方法 采用锻造和轧制方法分别对纯银靶材铸锭进行加工,通过对微观组织的观察和测试分析,研究两种不同加工方法对银靶微观组织的影响。结果 锻造加工的纯银靶材致密性更好;轧制加工的纯银靶材在冒口处存在大量缺陷。锻造加工的纯银靶材晶粒细小且分布均匀;轧制加工的纯银靶材晶粒较粗大、分布均匀性差,存在部分粗大晶粒。锻造加工的纯银靶材硬度值(73HV0.05)明显高于轧制加工的纯银靶材(55HV0.05)。结论 在晶粒细化及分布均匀性方面,锻造比轧制加工纯银靶材更具优势。     

深冲铌带工艺研究

深冲铌带主要应用于电解电容器行业,深冲铌带不但要满足内部晶粒尺寸的要求,而且要满足其后续加工的力学性能要求。深冲铌带要经过多次的拉伸,对铌带的生产工艺提出了很高的要求。本文研究了锻造、轧制、热处理3个关键工艺,确定了能够满足电解电容器行业用深冲铌带的生产加工工艺。     

Ta5W合金板材高质化加工工艺研究

用电子束二次熔炼得到Ta5W合金铸锭,研究了Ta5W合金的锻造和热处理工艺。结果表明,采用"十字交叉镦拔"锻造工艺和大加工率"换向开坯"开坯轧制工艺,能更充分破碎Ta5W合金铸态组织,采用1 400℃×60 min热处理工艺,能使材料最终获得均匀、细小的等轴晶组织,晶粒度达到6.5级以上。     

溅射方式对氧化铌涂层微观结构与性能的影响

分别采用射频溅射和射频反应溅射方式在AZ31镁合金表面制备了氧化铌涂层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、多功能材料表面性能试验仪和电化学工作站对比研究了两种涂层的微观形貌、物相组成、附着力和耐腐蚀性能。研究结果表明,两种涂层都呈非晶柱状结构,铌的价态为Nb⁵⁺,对AZ31镁合金的腐蚀保护率达93%以上;与射频溅射沉积的氧化铌涂层相比,射频反应溅射沉积的氧化铌涂层的表面致密性和耐蚀性能更强,附着力提高约7.4倍。     

溅射工艺参数对氧化铌涂层微观结构与耐蚀性的影响

为揭示溅射工艺参数对氧化铌涂层耐蚀性的影响规律,采用直流反应溅射技术在AZ31镁合金表面制备了不同工艺参数的氧化铌涂层,并通过扫描电镜和电化学工作站对涂层进行微观结构及耐蚀性测试。结果表明：氧气流量对涂层微观结构的影响不显著,但涂层的耐蚀性随氧气流量的增加而降低;当溅射功率由60 W增大到100 W时,涂层表面的致密性变差,甚至出现裂纹,耐蚀性则先增强后减弱;随着沉积时间由180 min增加到420min,涂层的厚度增加、致密性下降,对基底的腐蚀保护效果先增强后减弱。     

制备参数对氧化铌涂层晶相成分与结合性能的影响

为探讨制备参数对直流反应溅射氧化铌涂层晶相成分与结合性能的影响规律,采用不同的氧气流量、功率和沉积时间,通过直流反应溅射技术在AZ31镁合金表面制备了氧化铌涂层。利用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对涂层进行表征,采用划痕仪测定了涂层的结合力。结果表明：当氧气流量为0.5~3.0 mL/min、功率为60~100 W、沉积时间为3~7 h时,制备参数对氧化铌涂层的晶相结构和化学价态没有影响,但是对涂层的结合性能影响显著。涂层结合力随氧气流量的增大而减小,随溅射功率和沉积时间的增加而先增大后减小。当溅射功率为80 W（W3试样）和沉积时间为300 min（T3试样）时,涂层的结合力分别为最大。     

Superconducting 500 MHz accelerating copper cavities sputter-coated with niobium films

Thermal breakdown induced either by electron loading or by local defects of enhanced RF losses limits the accelerating field of superconducting niobium cavities. Replacing niobium with a material of higher thermal conductivity would be highly desirable to increase the maximum field. Therefore, cavities made of OFHC copper were coated by D.C. bias sputtering with a thin niobium film (1.5 to 5 μm). Accelerating fields up to 8.6 MVm^-1were obtained without observing any field breakdown, the limitation being due to the available rf power. The Q values achieved at 4.2 K and low field were similar to those of niobium sheet cavities (i.e.sim 2 times 10^{9}), but a fast initial decrease of Q to about 10⁹was reproducibly experienced. Subsequent inspection of regions of enhanced rf losses revealed defects the origin of which is under study. The apparatus used for coating the cavities and the results obtained are presented and discussed.     

圆平面磁控溅射靶磁场的ANSYS模拟分析

磁控溅射靶面磁感应强度的水平分布直接关系到靶材的利用率和刻蚀的均匀性.为了寻求更好的磁控靶结构参数,从而实现靶而水平磁感应强度的均匀分布,作者应用ANSYS软件对SD500型磁控溅射镀膜机的圆平面靶表面磁感应强度进行模拟,应用SHT-V型特斯拉计通过同心十字线法对实物靶表面磁感应强度进行测试,将模拟结果与测量结果进行比较,证明其模拟的准确性.进而对圆平面磁控靶的结构参数进行优化设计,得出靶与磁钢间距为3 mm、磁钢高度为15 mm、内磁柱半径为4 mm、内磁柱高度为14 mm时靶面水平磁感应强度最强、分布最均匀.在工程应用中,设计人员可以预先对靶的参数进行优化设计,使设计的磁控溅射靶更好的满足生产和科学研究的需要.     

Preparation and characterization of biocompatible Nb-C coatings

Nb-C composite films, obtained by DC magnetron sputtering method, were investigated as possible candidates for the protective layers used in medical implants. Coatings of different carbon/niobium ratios were prepared and analyzed for elemental and phase composition, crystallographic structure, texture, corrosion behavior, and cell viability. The coating with the highest C/Nb ratio (≈ 1.9) was found to have a nanocomposite structure, in which NbC nanocrystalline phase coexists with an amorphous a-C one. The coated samples exhibited an improved corrosion resistance as compared with the Ti alloy. Cell viability measurements proved that human osteosarcoma cells are adherent to the coating surfaces, the highest viability being found for the film with the highest carbon content.     

Antireflective coating for ITO films deposited on glass substrate

The refractive index n of radio-frequency (r.f.) magnetron sputtered indium tin oxide (ITO) films varies with sputtering parameters, such as sputtering power and oxygen percentage in the sputtering ambient. In this study, the feasibility to fabricate multilayer antireflective (AR) coating with a single ITO target by controlling the sputtering conditions is explored. Reduction in the reflectance can be achieved by using a one-quarter-wavelength inner layer ITO with a refractive index n = 1.87 and a one-quarter-wavelength outer layer ITO with n = 2.17. Hence, a single ITO target suffices in the preparation of multilayer AR coating. This simplifies the deposition processes and equipment for the fabrication of AR coating. Surface corrugation, another approach to the reduction of reflectance, is also discussed.     

磁控溅射制备紧固件防咬死涂层的厚度均匀性研究

为了研究磁约束聚变装置支撑装置紧固件的螺母和螺栓表面防咬死涂层的均匀性,利用磁控溅射技术在管形器件的内表面和外表面制备了铜膜,应用台阶仪进行薄膜厚度测试.采用矩形铜板作为磁控溅射靶,采用单自转和公转加自转两种方式进行沉积,分析了铜膜在管形器件的内表面和外表面的膜厚分布规律.结果表明:无论螺母还是螺栓,公转加自转相对于单...