高脉冲功率密度复合磁控溅射电源研制及放电特性研究

高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)由于能够产生较高的离化率而受到人们的重视。为了提高离化率/沉积速率协同效应,基于直流和脉冲耦合叠加技术我们研制了高功率密度复合脉冲磁控溅射电源,并对高功率复合脉冲磁控溅射放电特性进行研究。结果表明脉冲峰值电流随脉冲电压的增加而增加,但随着脉冲宽度的增加而减小。在高功率脉冲期间工件上获得的电流可以增加一个数量级以上,表明磁控离化率得到显著增强。     

电感耦合等离子体离子注入内表面的数值仿真研究

本文采用Particle-in-cell模型对采用电感等离子体离子注入处理管内表面的动力学过程进行数值仿真研究,考察了电感线宽对管内电势分布、鞘层重叠、离子平均注入能量、剂量和角度等的影响。计算结果表明随着电感线宽的增加,电感线圈对等离子体鞘层扩展的钳制作用增强,管内的鞘层重叠系数下降,电感内的离子消耗速度下降。在鞘层内电场力的作用下,离子会发生聚集,离子聚集点的位置随着电感线宽的增加向外移动。研究结果还表明通过增加电感线宽可以进一步提高管内表面的离子平均注入能量。离子注入以接近垂直的角度注入到管内表面,虽然电感线圈会产生阴影效应,但管内表面的阴影可以通过管与电感线圈的相对运动来消除。     

C3场效应管型超声波清洗机研制中的若干问题

Ｃ３场效应管型超声波清洗机研制中的若干问题田修波杨士勤董震王小峰（哈尔滨工业大学现代焊接国家重点实验室哈尔滨·１５０００１）１引言在各种化学的、物理的以及机械的清洗方法中，超声波清洗是最理想、最有效的一种，尤其对于深孔、盲孔、狭缝中的污物，以及形状复...     

不锈钢方轨形靶PⅢ处理及流体力学模拟

对方轨形ＡＩＳＩ３０４不锈钢靶进行了氮的等离子体浸没离子注人（ＰⅢ）处理,试验结果表明,表面硬度明显提高,摩擦学特性也得到显著改善。其中上表面的改性效果明显优于侧表面。利用二维流体模型对注入过程中等离子体行为进行了模拟研究,结果表明：最大的注人剂量发生在上表面的中心区,在侧表面附近由于离子受到底面的竞争吸引,而使注入的剂量明显低于上表面,因而得到不同的改性效果。     

微弧氧化非连续成膜对膜层结构及性能的影响

在含有Na_2SiO_3和KOH的电解液中以恒定电压氧化方式对工业纯铝进行微弧氧化处理,研究电压对非连续微弧氧化成膜特性的影响.采用XRD及SEM对微弧氧化膜的相组成及表面形貌进行分析.结果表明:非连续微弧氧化的电流在工作间隔处出现一定程度的降低;非连续工作模式的膜层生长速率与连续模式基本相同,并且都随工作电压的增加而增加;不同成膜模式所生长的微弧氧化膜均由较多的γ-Al_2O_3和少量的α-Al_2O_3相组成;非连续成膜方式对微弧氧化陶瓷膜的形貌影响不大,且未造成氧化膜分层现象;不同成膜模式下所形成的微弧氧化陶瓷层的耐磨性能和耐腐蚀性能随工作电压变化具有相同的变化规律,均随电压的增加而增大;非连续成膜提高了微弧氧化控制的灵活性.     

加载参数对TiN涂层摩擦磨损行为的影响

TiN薄膜广泛应用于低速轴承、钟表齿轮等环境中,而微载、低速条件下TiN薄膜的摩擦学特性是其重要服役性能之一.采用球盘式干滑动摩擦磨损试验机,研究了多弧离子镀TiN薄膜在微载、低速条件下的摩擦磨损特性.研究表明:在本试验范围内,薄膜的摩擦系数随着载荷的增加而升高,磨盘转速和转动半径对摩擦系数基本没有影响;载荷、磨盘转速的升高缩短了材料的磨合时间,而转动半径的增加延长了磨合距离.磨损以对磨钢球的犁削磨损为主,磨损体积随转动半径的增加而增加.     

压强对磁控溅射沉积铌膜耐磨和耐蚀性的影响

采用直流磁控溅射在钢基体上制备了铌薄膜,分别采用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、球盘式摩擦磨损实验机和电化学分析仪研究了不同溅射气压下铌膜表面形貌、相结构、耐磨性以及耐蚀性.结果表明:低压强下,晶粒细小,膜层平滑,晶粒择优取向为(110)晶面;压强升高使得晶粒粗大,粗糙度明显提高,择优取向转变为(211)晶面.较高的和较低的溅射压强对耐磨性和耐蚀性的提高较大,适中的压强对铌膜的性能提高反而较小,这可能是由于表面缺陷和组织结构的不同造成的.     

放置方向和沉积时间对 Ti 大颗粒分布状态的影响

目的研究基体表面和靶表面不同放置方向以及沉积时间对Ti大颗粒形貌和分布规律的影响。方法利用电弧离子镀方法在基体上制备TiN薄膜,采用扫描电子显微镜观察TiN薄膜的表面形貌,利用ImageJ图像软件对TiN薄膜表面中Ti大颗粒的数目和尺寸进行分析。结果靶基间距保持25 cm,当基体表面与靶表面垂直放置时,薄膜表面的大颗粒数目和所占面积比比平行放置时要少,同时出现了典型的长条状大颗粒;随着沉积时间从5 min增加到50 min,大颗粒数目和所占面积比出现先减小后增加的趋势。结论选择基体表面与靶表面垂直放置,沉积时间为30~40 min时,薄膜的沉积厚度和减少大颗粒缺陷可以兼顾。     

变载荷作用下Ⅲ型裂纹扩展的解析解

通过复变函数论的方法,对变载荷P t、P t/x作用下裂纹动态扩展的反平面问题分别进行研究.应用该法可以迅速地将所论问题转化为R iem ann-H ilbert问题,通过自相似函数的方法就可以获得解析解.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.     

镁合金微弧氧化Na2CO3诱导析气反应及结构调制

阳极析气能够有效调制微弧氧化膜层表面形貌.实验提出了一种CO2增强析气的方法.在Na3PO4+KOH+NaF溶液中添加Na2CO3对AZ31镁合金表面进行微弧氧化处理.利用气相质谱、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱扫描探讨了Na2CO3添加剂对阳极区析气反应的影响和对膜层形貌、结构的调制作用.结果表明:与传统微弧氧化不同,添加Na2CO3之后,阳极区产生的气体既有O2也有CO2.在含Na2CO3的电解液中,微弧氧化前期的阳极氧化阶段有MgCO3生成;在微弧氧化后期,膜层中不含有MgCO3,膜层主要相仍为MgO相.对比发现,经过Na2CO3调制之后的膜层表面大尺寸孔隙数目减少,膜层孔隙率提高.