1Crl3合金沉积Y2O3薄膜后的高温氧化行为

为了研究Y2O3薄膜处理对lCrl3合金的高温氧化行为的影响,采用电沉积-热解法在1Crl3合金表面制备了Y2O3薄膜,并研究了薄膜处理后合金在800℃空气中的氧化动力学曲线,并进行了SEM及XRD分析。经100h循环氧化后沉积薄膜试样表面生成了晶体状的氧化铬,氧化增重和氧化膜剥落量显著下降,分别为空白试样的0．39和0．11。沉积薄膜的作用在于在氧化初期为氧化膜提供了优先形核的位置,改变了氧化铬中的传输机制和应力状态,促进了合金的选择氧化,生成了保护性的氧化膜。因此,Y2O3薄膜处理能显著提高1Crl3合金的抗高温氧化性能。     

1Cr13合金沉积Y2O3薄膜后的高温氧化行为

为了研究Y2O3薄膜处理对1Cr13合金的高温氧化行为的影响,采用电沉积-热解法在1Cr13合金表面制备了Y2O3薄膜,并研究了薄膜处理后合金在800℃空气中的氧化动力学曲线,并进行了SEM及XRD分析.经100 h循环氧化后沉积薄膜试样表面生成了晶体状的氧化铬,氧化增重和氧化膜剥落量显著下降,分别为空白试样的0.39和0.11.沉积薄膜的作用在于在氧化初期为氧化膜提供了优先形核的位置,改变了氧化铬中的传输机制和应力状态,促进了合金的选择氧化,生成了保护性的氧化膜.因此,Y2O3薄膜处理能显著提高1Cr13合金的抗高温氧化性能.     

无限弹性基底上热电薄膜的屈曲行为研究

本文研究了热电薄膜粘合到弹性基底结构的屈曲行为．将界面剪切应力和薄膜的轴向应力结合起来,建立了热电薄膜的计算模型,利用边界条件将所求问题转化为一个奇异积分方程．通过使用切比雪夫多项式展开求解奇异积分方程,得到归一化应力强度因子．确定了膜厚度和基材与膜刚度比对薄膜应力和界面应力强度因子的影响．讨论了薄膜长度和厚度比对薄膜应力和界面应力强度因子的影响．结果显示薄膜和基底之间的刚度比对薄膜的应力水平有着较明显的影响．     

薄膜热应力的研究

讨论了薄膜热应力的产生原因及其计算方法。热应力与薄膜和基片的热膨胀系数、基片温度及其分布密切相关。利用溅射沉积在基片表面上的Fe－Ni薄膜热电偶测量薄膜沉积过程中的基片温度及其变化。Fe－Ni薄膜热电偶具有易于制作、稳定性好和动态响应快等优点，热电势率也较高（0．022mV／℃）。最后，简要介绍了磁控溅射Co－Cr合金膜的热应力和本征应力的研究结果。     

超快阳极氧化TiNb合金制备复合纳米多孔氧化膜的研究

以合金Ti-x Nb(x=30%~70%)为基底,硝酸为电解液,采用超快阳极氧化制备出了复合纳米多孔氧化膜。通过XRD、SEM和TEM等测试技术对所制备的复合纳米多孔氧化膜进行表征,发现氧化膜的表面孔径为10~30 nm,膜背面的孔径为20~60 nm,且纳米孔的孔间距随着Nb含量和电解液浓度的增加而增大。氧化膜的生长速度30μm/h。氧化薄膜的形成与硝酸的强氧化性活化了金属表面有关。氧化膜贯穿的原因可能是由于覆盖合金表面的纳米多孔氧化物薄膜产生的压应力和极化、浓度及温度梯度所产生的拉应力,两者之间的相互作用造成的氧化膜的自剥离。     

镍铬合金薄膜的研究进展

镍铬合金薄膜是重要的精密电阻和应变电阻薄膜材料.简述了镍铬合金薄膜的3种制备方法:真空蒸发沉积、磁控溅射沉积和离子束沉积;讨论了基底、工作气压、沉积时间等薄膜制备工艺参数以及退火工艺对薄膜性能的影响.重点叙述了镍铬合金薄膜、改良型镍铬合金膜、含氮镍铬合金膜、镍铬合金多层膜和纳米镍铬合金薄膜等膜系的特征.阐明了制备具有高电阻率、低电阻温度系数、高应变灵敏系数、良好的热稳定性等优异综合性能的镍铬合金薄膜的新工艺发展趋势.     

多元氮化物薄膜及其沉积工艺对NiTi记忆合金性能和组织的影响

采用真空阴极电弧沉积技术,在NiTi记忆合金表面沉积了TiAlBN和TiAlCrFeSiBN多元膜和TiN薄膜,研究了薄膜成份及沉积工艺对NiTi合金性能和组织的影响.结果表明,在NiTi合金表面沉积TiAlBN和TiAlCrFeSiBN多元膜和TiN薄膜均可降低合金在Hank溶液中的Ni溶出速率,其中多元膜的Ni溶出速率最小;提高偏压对沉积了TiAlBN多元膜的NiTi合金的Ni溶出速率无明显影响,但使沉积了TiAlCrFeSiBN膜的NiTi合金的Ni溶出速率降低.在TiAlBN和TiAlCrFeSiBN多元膜表面存在较多细小的钛滴和孔隙,钛滴与薄膜基体之间的融合良好;在TiN薄膜表面存在一些大钛滴和孔隙,钛滴与薄膜基体之间的融合不好.镀膜后,NiTi基体的加热相变点移向低温区,其幅度与薄膜成份及沉积工艺有关,提高偏压使沉积了两种多元膜的NiTi基体的相变点移动幅度增大,但却使沉积了TiN膜的NiTi基体的相变点的移动幅度减小.镀膜过程均使NiTi中的M体尺寸增大.     

薄膜内应力的起源

薄膜内应力的存在是薄膜生产、制备过程中的普遍现象，应力的产生与薄膜的成核、生长以及微观结构密切相关，本文综述了目前已提出的各种有关应力起源的理论模型，并对磁控溅射Ｃｏ－Ｃｒ和Ｇｄ－Ｆｅ二元合金薄膜的应力产生机制进行讨论。     

薄膜热应力的研究

讨论了薄膜热应力的产生原因及其计算方法，热应力与薄膜和基片的热膨胀胀系数，基片温度及其分布密切相关，利用溅射沉积在基片表面上的Ｆｅ－Ｎｉ薄膜热电偶测量薄膜沉积过程中的基片温度及其变化。Ｆｅ－Ｎｉ薄膜热电偶具有易于制作、性好和动态响应等优点，热电热率也较高（０．０２２ｍＶ／Ｃ）。最后，简介介绍了磁控溅射Ｃｏ－Ｃｒ合金膜的热应力和本征应力的研究结果。     

溅射功率对硅基哈氏合金薄膜性能的影响

以硅片为基体,采用直流磁控溅射镀膜方法,制备了不同厚度的耐腐蚀的哈氏合金薄膜。采用SEM、XPS、显微硬度等方法,研究了室温条件下,不同溅射功率的哈氏合金薄膜的表面形貌、化学组成、膜厚以及硬度等性能,分析结果表明:低功率沉积的薄膜由纳米级均匀的球形颗粒构成,表面均匀平整,随着溅射功率的升高,晶粒尺度逐渐长大,表面应力随之增大;薄膜中大部分元素都以金属态存在;提高溅射功率,发现薄膜的硬度呈先升后降趋势。磁控溅射法制备的薄膜仍具有哈氏合金原有的特性。     

纳米高频软磁薄膜材料研究进展

由于高频软磁薄膜材料具有巨大的应用前景因此获得了人们广泛的关注。对纳米合金软磁薄膜、纳米软磁颗粒膜、多层膜以及图形化薄膜进行了分类综述,分别介绍了各类薄膜的制备方法、化学成分、微观结构特点和高频物理性能,并对影响其性能的主要因素进行了讨论。由于纳米高频软磁薄膜材料相对于传统磁性材料具有显著优势,所以纳米合金软磁薄膜有望取代铁氧体作为制作高频磁性器件的主要应用材料。由于纳米软磁颗粒膜、多层膜以及新兴的图形化薄膜具有材料结构设计和物性剪裁的自由度,因此将是今后的重点研究方向。     

磁控溅射法制备柔性纺织面料基纳米薄膜的研究与进展

磁控溅射工艺技术是一种重要的镀膜技术,广泛应用于薄膜材料制备和材料的表面处理,应用于柔性纺织材料的表面镀膜也越来越广。本文主要介绍磁控溅射法在柔性纺织面料上制备纳米薄膜的研究和发展情况,包括镀制金属、合金、化合物或陶瓷、高分子材料等单层或多层薄膜,用以开发功能性纺织品的研究情况。介绍的镀膜包括银膜、铜膜、铝膜、钛膜及其金属氧化膜、聚四氟乙烯膜等。     

用于微机械器件的电镀Fe—Ni合金薄膜的研究

本文考察了非常规Ｆｅ－Ｎｉ合金电镀中,溶液浓度、电流密度、ＰＨ值和温度等因素对电镀的影响。实验结果表明,Ｆｅ－Ｎｉ合金电镀的异常性是由于Ｆｅ（ＯＨ）２对铁离子和镍离子的还原反应有着不同的阻碍作用和程度。用Ｘ射线平移法对Ｆｅ－Ｎｉ合金镀层的残余应力与电镀参数之间的关系进行了研究,并讨论了薄膜微结构与应力的关系。     

热处理温度对FeCoSiB薄膜及FeCoSiB/Cu/FeCoSiB三明治膜应力阻抗效应的影响

采用DC磁控溅射法在玻璃基片上制备了FeCoSiB薄膜和FeCoSiB/Cu/FeCoSiB 三明治膜,并进行磁场退火热处理以消除残余应力和形成磁织构,提高薄膜的应力阻抗效应。薄膜的磁性能采用振动样品磁强计(VSM)进行测试,采用HP4275A 型阻抗分析仪在200kHz~10MHz频率范围内测试薄膜的应力阻抗效应。结果表明,磁场退火热处理可形成感生磁各向异性,改善薄膜的软磁性能、提高薄膜的应力阻抗效应。在温度低于300℃时,随着退火温度的增加,薄膜的应力阻抗效应增大;当退火温度超过300℃时,薄膜的应力阻抗效应随退火温度增加而降低。与Fe CoSiB单层膜相比, FeCoSiB/Cu/FeCoSiB 三明治膜应力阻抗效应较大。10MHz测试频率下,在基片末端位移为450μm时,经300℃热处理的三明治膜达到了8.3%,而单层膜仅有1.86%。当测试频率较高为10和4MHz时,薄膜的应力阻抗效应变化不大,当测试频率下降到低于1MHz时,薄膜的应力阻抗效应显著降低。     

合金元素(Ti,Cr,Ni)对IBAD制备的碳膜性质的影响

本文采用离子束辅助沉积技术（IBAD）制备一系列碳膜，重点分析添加合金元素（Ti，Cr，Ni）对薄膜性质的影响。实验结果表明：添加Ti，Cr，Ni元素对碳膜厚度，硬度无明显影响，但提高了薄膜的结合强度，其中加入Ni后，薄膜的结合强度最好；添加合金元素可以显著减小碳膜的摩擦系数；添加Ti元素碳膜的组织以非晶态为主，与纯碳膜相当。相对于类金刚石薄膜，本实验制备的碳膜试样更接近于类石墨膜。     

Ti表面磁控溅射Nb膜的研究

Ti表面磁控溅射Nb膜作为Ti与其他金属连接的合金层或过渡层有着重要的研究意义和实用价值.本文研究了基体温度、薄膜厚度、真空退火对Nb膜附着性和组织结构的影响,应用扫描电镜观察了膜层表面和界面,用X射线衍射分析研究了膜层物相组成,用划痕法测试了薄膜的附着性.结果表明薄膜组织为纤维状晶粒;溅射时对基体适当加热有利于成膜的致密性;一定温度范围内的真空退火可以提高附着性,但不显著,温度达到500 ℃后,薄膜发生剥落;Nb膜厚度从500 nm增加到2000 nm,晶粒变大,附着性变差;溅射及退火过程中均无新相生成.     

过渡层对TC4钛合金基类金刚石多层薄膜磨损特性的影响

在钛合金(TC4)表面制备类金刚石(DLC)薄膜是提高其耐磨损性能和使用寿命的一种有效方法。本文采用磁过滤阴极弧源技术在钛合金表面上制备软硬相间的类金刚石多层薄膜、Ti和Ti/TiC过渡层组成的类金刚石多层薄膜。利用光学显微镜和扫描电镜分析多层膜表面外观形态,并使用台阶仪、纳米压痕仪、摩擦实验机等分析多层膜的残余应力、纳米硬度、膜基结合力和摩擦磨损特性。研究结果表明：DLC多层薄膜的残余应力均低于单层DLC薄膜,残余应力从12.63 GPa降低到6.21 GPa,增加Ti/TiC过渡层的DLC多层薄膜的残余应力最小。压痕结合力研究结果表明,加入Ti/TiC过渡层的DLC多层薄膜的结合状况得到了显著提高。Ti/TiC过渡层构成的类金刚石多层薄膜,有较大的硬度和良好减摩耐磨性能。试验结果将为TC4钛合金基体上制备硬质耐磨损DLC多层薄膜提供技术方案和理论依据。     

基片弯曲法分析Ag/Fe多层膜退火过程中界面应力的变化

有关薄膜应力的一般测量方法存在精度不高和不能实时测量的缺点。多层薄膜材料是在非平衡条件下制备的性能优异并包含高密度界面的新型亚稳定材料，由于其结构的差异，一般测量薄膜应力的方法如X射线衍射法、拉曼光谱法等失去作用。阐述了基片弯曲法测量薄膜应力的原理，设计了用光杠杆法测量试样曲率的装置，并实时测量了Si基Ag／Fe多层膜在退火过程中表面弯曲曲率的变化。同时开发了软件处理系统，并计算和分析了Ag／Fe多层膜退火过程中膜-基界面的应力变化。研究表明，经过退火处理的薄膜应力有极大的增加，其中升温过程发生了再结晶，使薄膜应力降低，而降温过程则使应力不断增加。     

不锈钢基Ti/ta-C复合膜沉积与热应力研究

ta-C薄膜是性能优良的耐摩擦超硬薄膜,但其残余应力过大问题严重影响了其力学性能及实际应用。根据脉冲磁过滤多弧离子镀沉积ta-C薄膜的工艺,进行了膜系设计并沉积制备出以不锈钢为基底的Ti/ta-C复合膜。通过有限元方法,建立数值计算模型,研究了薄膜热应力与膜层厚度、基底厚度和沉积温度等参数变化的规律,得到Ti/ta-C复合膜的热应力分布,模拟与理论计算结果误差较小,揭示了脉冲磁过滤多弧离子镀沉积ta-C薄膜厚度的有效控制的途径,为完善脉冲磁过滤多弧离子镀沉积ta-C薄膜的工艺,提供了理论依据。实验研究了不同沉积温度下薄膜的硬度和残余应力、热应力的关系,结果表明,热应力增加会导致薄膜硬度降低,但不会导致残余应力的明显变化,即热应力不是脉冲磁过滤多弧离子镀沉积ta-C薄膜残余应力过大的主要因素。     

非水体系电沉积稀土填充半导体热电材料Bi2Sb3Lax及其电性能研究

在尿素-NaBr-KBr-甲酰胺体系中用工艺设备简单、成本低的电沉积方法制备Bi2Sb3Lax合金薄膜.通过EDS对电沉积薄膜的组成进行了研究,结果表明:采用控电位沉积模式,可实现铋、锑、镧三元共沉积,生成Bi2Sb3Lax合金薄膜.通过调节沉积液中各物质的配比控制Bi2Sb3Lax合金薄膜的稀土La填充量,稀土元素La的最大填充量为4.61%(原子分数).电沉积时间和电流密度对合金薄膜形态有影响,SEM观察沉积薄膜在电流密度为2000 A·m-2 ,电沉积时间为90s时表面分布均匀.沉积膜涂覆聚乙烯醇膜后进行XRD分析,图谱显示所得到的沉积物是由菱形BiSb和六方结构的单质La组成.探索了La的填充量对Bi2Sb3Lax合金薄膜电性能的影响.