力学探针两步压入法研究(Ti,Al)N/AlN纳米多层膜的超硬效应

提出了采用毫牛力学探针技术对硬质薄膜的硬度和弹性模量等力学性能进行准确测量的两步压入法，并用此方法研究了（Ti,Al）N／AlH纳米多层膜的硬度和调制周期之间的关系。结果表明，该纳米多层膜体系的硬度和弹性模量随调制周期的减小单调增加，并在调制周期为1.3nm时达到最高值HV＝29.0GPa和E＝383.0GPa，表明（Ti,Al)N/AlN纳米多层膜存在超硬度和超模量效应。     

TiN/NbN纳米多层薄膜的交变应力场和超硬效应

为了研究纳米多层薄膜的超硬效应 ,采用反应溅射法制备从 1 4nm至 2 7nm不同调制周期的一系列TiN/NbN纳米多层膜。高分辨电子显微镜对薄膜的调制结构和界面生长方式的观察发现 ,TiN/NbN膜具有很好的调制结构 ,并呈现以面心立方晶体结构穿过调制界面外延生长的多晶超晶格结构特征。显微硬度测量表明 ,TiN/NbN纳米多层膜存在随调制周期变化的超硬效应。薄膜在调制周期为 8 3nm时达到HK39 0GPa的最高硬度。分析认为 ,两种不同晶格常数的晶体外延生长形成的交变应力场 ,对材料有强化作用 ,这是TiN/NbN纳米多层膜产生超硬效应的主要原因     

电弧增强磁控溅射制备的纳米复合Si-C-N超硬薄膜的结构与性能

耐磨、韧性好的超硬薄膜工程应用价值大。采用电弧增强磁控溅射(AEMS)技术在GCr15轴承钢表面制备了纳米复合Si-C-N超硬薄膜,研究了薄膜的形貌、相组成、硬度、韧性和摩擦磨损性能。结果表明:薄膜中纳米SiC与Si3N4晶体弥散分布于C-C,C=C以及N-C组成的非晶相基体中,形成了纳米晶/非晶复合组织结构,显著提高了薄膜的硬度和韧性,增强了薄膜的抗摩擦磨损性能;薄膜的硬度为(36.5±3.9)GPa,断裂韧性为(4.15±0.28)MPa.m1/2,稳定摩擦系数为0.27左右。     

Ti-B超硬薄膜的合成及其显微结构和显微硬度的研究

采用离子束增强沉积方法，在p型（100）单晶硅衬底上，通过不同能量的氙离子辅助轰击，以不同的沉积速率制备了Ti－B超硬薄膜。X射线衍射分析结果表明，Ti-B薄膜呈TiBx多晶结构，其晶化程度随蒸发速率的不同而变化，而其缺位值x随氙离子轰击能量的不同而变化。超显微硬度的测试结果表明，氙离子束能量为60keV，沉积速率为0．6nm／s时，可以获得性能最佳的Ti-B超硬薄膜，其本征硬度在测试负荷为5mN时达28．6GPa，超过了TiB体材料的硬度水平，是衬底硅片的3．2倍。利用SEM观察了Ti-B薄膜的横断面，并讨论了工艺参数对Ti－B超硬薄膜韧性的影响。     

纳米Ti-Si-N薄膜的高温热稳定性

用直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法在不锈钢基体上制备了Ti-Si-N硬质纳米复合薄膜,研究了Si含量对薄膜硬度的影响及高温退火对薄膜晶粒尺寸及其硬度的影响.结果表明:薄膜的硬度随着Si含量的增加有先增大后减小的趋势,最大硬度可达70 GPa以上.薄膜表现出了较高的热稳定性能,对于晶粒尺寸在4 nm以下的薄膜,Ti-Si-N薄膜的纳米结构和硬度可以维持在1000℃以上.沉积态薄膜的晶粒尺寸是影响薄膜再结晶温度的主要因素.薄膜的高热稳定性是由于沉积过程中发生的自发调幅分解形成了纳米复合结构,偏析使得纳米晶晶界具有强的热力学稳定性.     

ZrN/W2N纳米多层膜的调制比对其性能的影响

利用射频磁控溅射系统制备了调制周期为30 nm的具有不同调制比例的ZrN/W2N纳米多层膜。研究表明:ZrN/W2N纳米多层膜的界面清晰,通过把ZrN周期性地插入到W2N层,多层薄膜的整体应力得到缓解。在调制比tZrN∶tW2N=2∶3时,纳米多层膜的应力值最小。多层膜的硬度和弹性模量基本高于ZrN和W2N单层材料的平均值,随着调制比的减小,它们的值均有上升趋势,并在tZrN∶tW2N=2∶3时分别达到最高值34 GPa和424 GPa,同时多层膜的膜基结合强度也达到最佳效果,其临界载荷超过了100 mN。多层膜的机械性能改善明显与其调制层结构和多晶结构有着直接的联系。     

脉冲偏压电弧离子镀制备C_(1-x-y)N_xZr_y超硬复合薄膜

用脉冲偏压电弧离子镀方法在保持石墨靶弧流恒定的条件下,通过同步改变锆靶弧流与氮流量,在硬质合金基体上制备了一系列不同成分的C1-x-yNxZry复合薄膜.随着锆靶弧流与N流量增加,薄膜中Zr与N含量都呈线性增加,同时C含量快速减少.Raman光谱显示所制备的薄膜具有DLC特征,而XRD结果显示薄膜中还存在有明显的ZrN晶体相,说明本实验所制备的薄膜属于在DLC非晶基体上匹配有ZrN晶体相的碳基复合薄膜.随Zr与N含量增加,薄膜硬度先增大后降低,当x=0.19,y=0.28时薄膜具有最高硬度值,为43.6GPa,达到了超硬薄膜的硬度值.     

TiN／NbN纳米多层薄膜的交变应力场和超硬效应

为了研究纳米多层薄膜的超硬效应，采用反应溅射法制备从1.4nm至27nm不同调制周期的一系列TiN/NbN纳米多层膜。高分辨电子显微镜参薄膜的调制结构和界面生长方式的观察发现，TiN/NbN膜具有很好的调制结构，并呈现以面心立方晶体结构穿过调制界面外延生长的多晶超晶格结构特征。显微硬度测量表明，TiN/NbN纳米多层膜存在随调制周期变化的超硬效应。薄膜在调制周期为8.3nm时达到HK39.0 Gpa的最高硬度。分析认为，两种不同晶格常数的晶体外延生长形成的交变应力场，对材料有强化作用，这是TiN/NbN纳米多层膜产生超硬效应的主要原因。     

纳米复合超硬薄膜的结构、性能表征

该文分别用直流、脉冲直流和微波等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)技术得到了Ti—si—N、Ti—B—N及Ti—Al—si—N纳米复合超硬薄膜,结合微观分析和宏观性能表征,给出了它们的纳米结构特征及其与力学性能的关系,基于工业运用背景,探索了纳米复合薄膜的热稳定性。     

低温PVD法制备多组分超硬薄膜研究

对薄膜淀积的各种PVD技术和新型薄膜研究进展进展了综述，讨论了多组分硬质薄膜低温制备存在的问题，指出了解决的办法，归纳了影响多组分硬质薄膜在三维基体上均匀，均质淀积的因素，重点讨论了基体旋转与靶源配置问题，指出了用低温PVD法淀积多组分超硬薄膜研究方向。     

钛酸锶钡薄膜掺杂改性研究进展

钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3,BST)薄膜具有优良的铁电、介电性能,在可调谐微波器件、动态随机存储器、红外探测器阵列等方面具有良好的应用前景.综述了近年来BST薄膜掺杂改性研究所取得的进展,特别是对晶格掺杂和晶界掺杂进行了较详细的评述,并对目前BST薄膜掺杂研究的几个前沿问题进行了详细的讨论.     

Designed Patterning of Mesoporous Metal Films Based on Electrochemical Micelle Assembly Combined with Lithographical Techniques

Mesoporous noble metals and their patterning techniques for obtaining unique patterned structures are highly attractive for electrocatalysis, photocatalysis, and optoelectronics device applications owing to their expedient properties such as high level of exposed active locations, cascade electrocatalytic sites, and large surface area. However, patterning techniques for mesoporous substrates are still limited to metal oxide and silica films, although there is growing demand for developing techniques related to patterning mesoporous metals. In this study, the first demonstration of mesoporous metal films on patterned gold (Au) substrates, prefabricated using photolithographic techniques, is reported. First, different growth rates of mesoporous Au metal films on patterned Au substrates are demonstrated by varying deposition times and voltages. In addition, mesoporous Au films are also fabricated on various patterns of Au substrates including stripe and mesh lines. An alternative fabrication method using a photoresist insulating mask also yields growth of mesoporous Au within the patterning. Moreover, patterned mesoporous films of palladium (Pd) and palladium–copper alloy (PdCu) are demonstrated on the same types of substrates to show versatility of this method. Patterned mesoporous Au films (PMGFs) show higher electrochemically active surface area (ECSA) and higher sensitivity toward glucose oxidation than nonpatterned mesoporous Au films (NMGF).     

Structural aspects of Langmuir-Blodgett and cast films of zinc phthalocyanine and zinc hexadecafluorophthalocyanine

The processing of macrocyclic phthalocyanines (Pc) in the form of thin, nanostructured films has been usually carried out via evaporation techniques, owing to the low solubility exhibited by these compounds. The fabrication of Pc ultrathin films via the Langmuir-Blodgett technique may be advantageous from a technological point of view, since parameters such as film architecture and organization can be achieved without post-thermal treatments. In this study, a parent zinc phthalocyanine (ZnPc) and its fluorinated derivative (F₁₆ZnPc) were synthesized and manipulated in the form of LB films. The morphological and structural features of ZnPc and F₁₆ZnPc Langmuir-Blodgett films containing up to 31 layers were investigated using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), micro-Raman spectroscopy and X-ray diffraction analyses and were compared to ZnPc and F₁₆ZnPc cast films. The interplanar distance obtained by X-ray specular reflection decreases from 12.64 Å for ZnPc to 12.16 Å for F₁₆ZnPc. FTIR spectra indicated absence of order in the LB films from ZnPc and F₁₆ZnPc, at least in the direction perpendicular to the substrate surface. Therefore, the order observed in the X-ray diffractograms means that the molecules might be organized in crystallites that are randomly oriented in the film.     

磁光盘的介质膜材料AlN,AlSiN薄膜的电子显微分析

本文研究了磁光盘介质薄膜－ＡｌＮ和ＡｌＳｉＮ薄膜的电子显微结构，通过透射电镜分析了ＡｌＮ薄膜的多晶结构和ｃ轴垂直取向；通过Ｘ射线衍射分析、透射电镜分析和Ｘ射线光电子能谱分析，确定了ＡｌＳｉＮ薄膜并不是多晶ＡｌＮ和ＳｉＮ薄膜的简单组合，而是形成了稳定的非晶特征结构。且ＡｌＳｉＮ薄膜由于其非晶结构而比ＡｌＮ薄膜的磁光克尔效应增强效果更优越。     

SrTiO3（110）上水热法外延生长PbTiO3薄膜

利用低温水热合成工艺，在一定浓度皆Ｐｂ（ＮＯ）３，ＴｉＣｌｒ的混合强碱性水溶液中，和在（１２０℃，０．２５ＭＰａ）的水热反应条件下，首次成功地在ＳｒＴｅＯ３单昌衬底上生长出具有面积构的ＰｂＴｉＯ３外延薄膜。     

聚酰亚胺的Langmiur—Blodgett膜

本文介绍了制备聚酰亚胺ＬＢ膜的“前聚物法”以及通过引入不同结构基团或各种后处理以得到不同性能的聚酰亚胺ＬＢ膜和它们各种可能的应用。     

新型红外增透膜和保护膜EI

介绍了类金刚石碳（ＤＬＣ）膜和碳化锗（Ｇｅ＿ｘＣ＿（１－ｘ））簿膜的沉积方法、特性和在红外光学镀膜中的应用进展。     

ZrO_2薄膜的相结构与相稳定性

采用纯 Zr、添 Y_2O_3的 ZrO_2和添 MgO 的 ZrO_2为靶材,以射频溅射方法生成 ZrO_2薄膜。研究了这三个系列薄膜的物相结构,以及退火和研磨对物相结构的影响。研究表明,ZrO_2薄膜为单斜相,Y-ZrO_2和 Mg-ZrO_2薄膜为单斜相和正方相,且以正方相为主。它们的退火规律也各不相同,这与稳定剂的加入与性质有关。同时研磨并未诱导正方相向单斜相的转变。