钛钼合金膜制备及其吸氘性能

为提高中子管或中子发生器氚靶钛钼合金膜的吸氘性能,创新的采用钛靶和钼靶双靶磁控溅射方式在钼基片上循环沉积钛膜和钼膜,利用钛钼之间的注入与热扩散得到多层钛钼合金膜,利用辉光放电光谱仪(GDOES)研究了热扩散对多层(5层及10层)钛钼合金膜元素分布的影响。结果表明,500℃加热对合金膜中钛钼元素的均匀化扩散作用不明显,通过增大循环次数,减少每次循环各靶溅射时间,可有效提高合金膜的钛钼扩散程度。镀膜沉积循环次数由5次增加至10次,单次钛靶溅射时间由60 min降低至30 min,钼靶溅射时间由5 min降低至2 min,得到的合金膜钼元素含量峰值从39.5 at%降至8.24 at%,450℃下吸氘平衡时间从15 min降至6 min,平均氘钛比从1.05升至1.85。改进工艺后的钛钼合金膜,有效提高了合金膜的钛钼扩散程度及其吸氘性。     

磁控溅射工艺参数对钛钨合金膜电阻温度特性的影响

采用直流磁控溅射方法在载玻片上制备钛钨合金热敏感薄膜,测试了所制备的钛钨合金热敏薄膜在不同温度下的方块电阻,并根据测试曲线计算薄膜的电阻温度系数(TCR)。研究了工作气压、氩气流量以及溅射电流对钛钨合金膜TCR的影响,获得了最佳沉积工艺参数,即:溅射电流0.32A,工作气压0.8Pa,氩气流量60cm3/min。在此参数下制备的钛钨合金膜TCR为0.2%/K。测试结果也表明钛钨合金膜的时间稳定性好。     

磁控溅射制备Fe／Ti多层膜的结构和磁性

用磁控溅射技术制备了系列Ｆｅ／Ｔｉ纳米多层膜，周期调制在２．２－２４．０ｎｍ，用透射电镜和小角，高角Ｘ射线衍射分别研究了样品的结构；用振动样品磁强计和Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱研究了样品的磁性。发现铁层厚度在２ｎｍ附近时在铁磁性面立方γ－Ｆｅ，样品的易磁化方向平行于膜面；随调制周期增大，样品的饱和磁化强度增加，矫顽力下降且与结晶状态有关。     

磁控溅射制备Fe／Ti多层膜的结构和磁性

用磁控溅射技术制备了系列Fe／Ti纳米多层膜，周期调制在2．2-24．0nm；用透射电镜和小角，高角X射线衍射分别研究了样品的结构；用振动样品磁强计和Mossbauer谱研究了样品的磁性，发现铁层厚度在2nm附近时存在铁磁性面心立方γ-Fe，样品的易磁化方向平行于膜面；随调制周期增大，样品的饱和磁化强度增加，矫顽力下降且与结晶状态有关。     

基于高功率脉冲磁控溅射的Cr膜层研究进展EI北大核心CSCD

Cr膜层因其优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能,在航空航天、武器装备和核电能源等领域得到广泛应用。由于传统电镀硬铬技术具有一定的污染,人们一直致力于寻找一种无污染的高性能Cr膜层制备方式。具备清洁特性的物理气相沉积技术,尤其是具有高离化率和高结合力特点的高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术现已成为膜层研究领域的热点。介绍HiPIMS-Cr靶的放电特性,指出在Cr膜沉积过程中获得高Cr离化率的条件;对比HiPIMS-Cr膜层与传统工艺(电镀硬铬、直流磁控沉积溅射、电弧混合溅射等)制备的Cr膜层在表面形貌、微观组织和力学性能等方面的差异,概述不同工艺组合对Cr膜层沉积速率的影响,探讨不同影响因素对HiPIMS-Cr膜层的微观组织、力学性能的影响及相关研究进展。最后对HiPIMS-Cr膜层制备及其应用研究的趋势进行展望。     

钛及钛合金表面沉积TiCN膜层的工艺

钛材作为一种具有高附加值的材料正在逐渐进入建筑和日常生活装饰等诸多领域,为了提高钛制品的装饰性能,一般采取阳极氧化法得到色彩比较丰富的装饰色,但阳极氧化法得不到灰色和黑色,主要介绍了在钛及钛合金表面上,运用多孤离子镀膜技术沉积TiCN膜层工艺的结果。     

高功率等离子磁控溅射法制备含钛类金刚石碳膜(英文)

为了改善类金刚石碳膜的性能,采用高功率等离子磁控溅射法将含钛非晶碳薄膜沉积在304不锈钢基材上,气源为C2H2-Ar混合气体,金属钛为阴极靶材。为了改善附着力和降低残余应力,制备了含Ti/TiC/DLC多层结构的镀膜。利用GDS、XRD、SEM、Raman光谱法、纳米压痕仪和盘-销摩擦计研究基材偏压及基材与靶材的距离对薄膜性能的影响。结果表明,薄膜具有优良的粘合强度和韧性。     

磁控溅射中工作压强对钛膜沉积的影响

为了研究在磁控溅射工艺中溅射电流和溅射时间恒定的情况下,氩气工作压强的变化对钛膜在基底表面沉积的影响,通过用原子力显微镜分析钛膜的厚度和均方根粗糙度的方法来进行.结果表明:工作压强达到1.1Pa后, Ti膜的厚度及均方根粗糙度都随压强的增大而减小.由此说明,工作压强的变化对钛膜沉积有较大影响.     

磁控溅射镀膜中钛靶冷却系统的仿真与优化

在磁控溅射镀膜过程中,纯钛靶材会在辉光放电中受到离子轰击而迅速升温,可能会导致靶材或永磁体等关键部件毁坏,为保证钛靶的正常工作温度以及溅射过程的稳定性,需要通过水冷等方式来降温。为了研究水冷过程中不同冷却结构对钛靶换热效率的影响,从增大换热面积和增加水流的湍流效果出发设计冷却通道结构,通过改变水流入口速度以及进出口的方向来获得最优的冷却系统结构。结果表明：平面冷却通道的换热效果优于蛇形冷却通道,且钛靶表面凸起结构能有效增加水流湍流效果;对于任意冷却结构来说,随着入口水流速度的增加,钛靶表面最高温度明显降低;水流进出口沿着冷却内腔切向方向且呈相对平行时,冷却系统的换热效果最优,钛靶表面温度分布也更为均匀。     

铝合金表面的磁控溅射钛涂层研究

采用磁控溅射技术在2A12铝合金试样上制备了钛涂层,以改善铝合金在含氯离子环境中的耐蚀性.检验了溅射和未溅射钛涂层的试样的表面形貌.通过电化学腐蚀试验研究了溅射时间对试样在3.5％氯化钠溶液中耐蚀性能的影响.试验结果表明:溅射钛涂层的试样表面光滑致密,延长溅射时间可进一步提高其耐蚀性.100 W功率、溅射40 min以...     

磁控溅射Ti膜对AZ91镁合金耐磨耐蚀性能的影响

目的通过表面镀Ti膜提高AZ91镁合金的耐磨性能。方法通过直流磁控溅射方法在AZ91镁合金表面镀Ti膜,用拉伸实验法在电子万能实验机上测定薄膜的附着强度,用原子力显微镜观察薄膜与基体的界面形貌,并分析不同溅射参数时膜基的结合能力。通过湿摩擦实验分析两种试样的耐磨性能,采用Js M-670l F冷场发射型扫描电子显微镜观测两种试样磨损后的表面形貌。采用动电位极化曲线测试装置测得两试样的极化曲线,从而判定其耐腐蚀能力。结果通过直流磁控溅射方法制备的Ti膜和AZ91镁合金基体的结合能力与溅射时间有关,当溅射时间为6 min时,膜基结合能力最佳,但结合其他两项参数,所制备试样采用的时间应为4 min。AZ91镁合金镀Ti膜后磨损率降低,腐蚀电流降低,腐蚀电位升高。结论直流磁控溅射方法镀Ti膜提高了AZ91镁合金的耐磨耐蚀性能。     

316L不锈钢直流磁控溅射制备铝膜的工艺研究

采用直流磁控溅射在316L不锈钢上制备了高质量的Al膜,并利用扫描电镜、X射线衍射仪分别对镀层的形貌和结构及应力进行了分析。结果表明,温度、溅射功率之间的合理配置才能制备致密性高、表面缺陷少的Al膜,较优工艺参数温度为170℃、溅射功率1400 W;温度比溅射功率更容易改善结晶度,当溅射功率高、基体温度低,薄膜趋向非晶态;制备的薄膜应力小,最大约为0.176 GPa,微结构对应力影响大。     

磁控溅射制备NiO/Ni多层膜的结构和光电性能

利用反应磁控溅射和常规磁控溅射方法交替沉积了NiO/Ni纳米多层膜,研究了不同退火环境下多层膜的相结构、微观结构演化及光电性能。XRD和TEM结果表明,沉积态薄膜呈现明显的NiO和Ni交替多层结构;大气退火的NiO/Ni多层膜被氧化成沿(111)晶面择优生长的NiO薄膜;而真空退火的NiO/Ni薄膜仍然保持着明显的多层结构,各层膜的结晶程度提高。沉积态和真空退火态的NiO/Ni多层膜呈现低可见光透过率和低电阻率的特点,电阻率达到10-5?·cm数量级;大气退火的NiO/Ni多层膜呈现49.3%可见光平均透过率和高的电阻特性。     

质子交换膜燃料电池膜电极组件研究进展综述

燃料电池具有能量密度高、利用率高和清洁安静等优点,质子交换膜燃料电池因能够在近常温条件下工作而备受关注,其中膜电极是燃料电池的核心部件。综述了质子交换膜燃料电池膜电极组件的研究进展,从质子交换膜、催化层和气体扩散层3方面阐述各部件在膜电极中的作用,及其对膜电极性能的影响,并讨论通过调控膜电极中不同部件的结构提高膜电极性能的方法,提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极组件中贵金属用量。     

钛表面辉光等离子制备Ti-Pd合金层耐蚀性能分析

采用辉光等离子冶金技术在纯钛表面制备了Ti-Pd合金层,并对Ti-Pd合金层的耐蚀性进行了研究。结果表明:合金层在100℃的NaCl饱和溶液+HCl溶液以及40℃下8.6%H2SO4溶液中的耐缝隙腐蚀性能优于Ti-0.2Pd合金;在室温80%H2SO4的条件下,腐蚀速率仅为0.682mm/a,是Ti-0.2Pd合金的18.2%;在室温30%HCl的条件下,表面Ti-Pd的腐蚀速率仅为0.004mm/a,是Ti-0.2Pd合金的12.5%。     

镍钛合金表面锆膜磁控溅射制备与组织结构研究

通过直流平衡磁控溅射法在NiTi形状记忆合金基底上制备纯Zr膜,并采用SEM、XRD、XPS等对Zr膜的组织结构进行研究.结果表明:Zr膜具有晶带T型结构,组织保持细小致密的纤维状特征,没有空洞和锥状形态,表面平整,与基体结合良好;膜和其块体Zr靶材晶体结构一致,出现少量的生物惰性ZrO2陶瓷相.最后,对磁控溅射沉积Zr膜的机制进行了探讨.     

磁控溅射沉积Al/AlN纳米多层膜的摩擦学性能

纳米多层膜因具有优异的力学性能与抗摩擦磨损性能使其在摩擦学领域具有重要的应用价值。采用磁控溅射沉积法制备了Al、AlN单层薄膜与Al/AlN纳米多层膜,探讨了纳米多层化对薄膜的力学性能和摩擦学性能的影响。采用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测量评价薄膜的纳米硬度和摩擦学性能。结果表明:Al/AlN纳米多层膜具有良好的周期调制结构,多层膜中的大量界面能显著提高薄膜的力学性能与摩擦学性能。多层膜的硬度为8.8GPa,高于采用混合法则计算出的硬度值6.6GPa;多层膜具有软质Al层和硬质AlN层的交替结构,在摩擦过程中,硬质AlN层可以起到良好的承载作用,软质层可以起到良好的减摩作用。相对于Al单层薄膜或AlN单层薄膜,Al/AlN纳米多层膜具有较低的摩擦因数(0.15)和优异的抗磨损性能。     

脉冲放电强度对磁控溅射Cr薄膜微观结构的影响

在脉冲非平衡磁控溅射环境中,通过提高脉冲靶电压(分别为600、700及800 V)使工作气体Ar获得3种不同强度的异常辉光放电状态(单脉冲峰值靶功率密度分别为10、30及70 W/cm2),并分别制备Cr薄膜.利用SEM、AFM、XRD及TEM等方法研究、比较了非平衡磁控溅射Cr薄膜的微观结构在不同Ar气脉冲异常辉光放电强度条件下的差异.结果表明,随Ar气脉冲异常辉光放电强度的增强:Cr薄膜沉积速率显著提高,薄膜表面粗糙度略有增大,但表面颗粒未出现长大现象,且尺寸均匀、细小,择优生长的Cr(110)晶面的衍射峰强度明显降低,结晶效果逐渐降低.不同异常辉光放电强度条件下制备的Cr薄膜均以柱状方式生长,微观组织呈现出纳米级尺度的晶粒(直径5 ～ 10 nm)镶嵌式分布的形态.     

磁控溅射Al-Mg-B薄膜成分优化

采用多靶磁控共溅射技术,利用高纯度Al,Mg和B单质靶材为溅射源,室温下在单晶Si(100)表面上成功制备了低摩擦系数的非晶态Al-Mg-B硬质薄膜.通过改变Al/Mg混合靶体积配比及靶材溅射功率来调控薄膜成分,最终制备的Al-Mg-B薄膜成分接近AlMgB_(14)相的元素成分比,其Vickers硬度约为32 GPa.XRD及HR-TEM分析表明.制备的薄膜均为非晶态XPS测试表明薄膜内部存在B-B及Al-B单键;FTIR进一步测试表明,在波数1100 cm~(-1)处出现较为明显的振动吸收峰,证明制备的薄膜中含有B_(12)二十面体结构,这也是薄膜具有超硬性的主要原因.薄膜摩擦磨损测试表明薄膜摩擦系数在0.07左右.     

磁控溅射Cu/Al多层膜的固相反应

采用磁控溅射技术原子比为2：1、调制周期A分别为20和5nm的Cu/Al多层膜，用X射线衍射（XRD），透射电镜（TEM）和热分析（DSC）等技术研究了多层膜的固相反应。∧＝20nm的多层膜样品中铜和铝膜均沿（III）方向择优生长，加热至145℃时生成α－Cu固溶体，超过191℃时生成γ2-Cu9Al4要。制备态∧＝5nm的样品有α-Cu生成。加热时γ2－Cu9Al4的生成温度显著降低（134℃），测定了∧＝20nm多层膜样品中α-Cu和γ2－CuAl4的形成激活能分别为0．56eV和0.79eV，后者与文献值相符。