Si和Y掺杂对(Ti,Al)N涂层结构和性能的影响

分别在未施加偏压和施加-100 V偏压条件下,利用磁控溅射技术在压气机叶片用1Cr11Ni2W2MoV热强不锈钢基体上沉积了Ti_0.3Al_0.7N和Ti_0.39Al_0.55Si_0.05Y_0.01N硬质涂层.实验结果表明,施加偏压及Si和Y掺杂明显改变了涂层的相结构,提高了涂层致密度,施加-100 V偏压且添加Si和Y的涂层为非晶结构,表面更加均匀致密.950℃氧化实验表明:Ti_0.39Al_0.55Si_0.05Y_0.01N涂层表面形成极薄且致密的Al₂O₃保护性氧化膜,大大降低了氧化速率.施加-100 V偏压的（Ti,Al）N和（Ti,Al,Si,Y）N沉积态涂层与未施加偏压的相应涂层相比,硬度均降低,尤其是（Ti,Al,Si,Y）N涂层变化显著.经950℃热处理,施加偏压的（Ti,Al,Si,Y）N涂层硬度略有降低,这是由于形成了硬度较低的B4相,而未施加偏压的（Ti,Al,Si,Y）N涂层硬度显著提高,这归因于B1相固溶体的分解.划痕测试结果表明,在实验载荷（50N）下,所有涂层均未出现连续性的剥落.     

退火温度对碳化硅涂层微观结构与形貌的影响

采用射频磁控溅射技术,在锆合金基体上制备厚度约为1.8 μm的SiC涂层,对其在不同温度下进行退火处理。利用SEM和AFM对微观形貌进行分析,讨论不同温度对SiC涂层表面形貌的影响,利用XRD对涂层的结构进行研究。结果表明:随着退火温度从400 ℃升高到800 ℃,涂层表面粗糙度呈现先减小后增大的趋势,其中在600 ℃时表面粗糙度最小,为0.122 μm;退火温度低于600 ℃时,SiC涂层不会出现晶态转变,当温度高于700 ℃时涂层开始出现非晶态向晶态的转变,XRD衍射图谱中开始出现SiC对应的衍射峰,且随着退火温度的升高,涂层的晶化程度进一步增大。     

溅射气压对铝合金表面HPPMS沉积钒薄膜摩擦学性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术,在铝合金基体上制备V薄膜。研究溅射气压对V薄膜相结构、表面形貌及摩擦学性能的影响。结果表明:不同气压下制备的V薄膜中的V相仅沿(111)晶面生长,其衍射峰强度先增强后减弱,当气压为0.5Pa时,衍射峰最强且择优取向最明显;同时,V薄膜表面质量最好,其表面粗糙度最小仅为0.267nm。室温下V薄膜样品的耐磨性能与基体相比有大幅提高,当气压为0.5Pa时,摩擦系数可由基体的0.57下降到0.28,磨痕表面无明显的剥落迹象,表现出最佳的摩擦磨损性能。经过200和300℃加热处理后的V薄膜样品的摩擦系数与基体相比具有稳定的低值,这是由于表面氧化造成的。     

PCrNi3MoVA钢表面溅射NiCrAlY涂层的高温氧化行为

用磁控溅射方法在PCrNi3 MoVA钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中850 ℃恒温氧化100 h,借助XRD、SEM和EDAX对涂层表面氧化膜进行分析,检测其恒温抗氧化能力.结果表明,涂层大大提高了基体的抗氧化性,涂层表面主要生成了与基体粘附性好的Al2O3氧化膜,在柱状晶间隙较大处生成了NiCr2O4氧化膜与Fe2O3氧化膜;同时涂层的Ni元素与基体的Fe元素发生了明显的互扩散,而Cr元素在界面富集,Al元素主要集中在表面和界面,与氧发生反应生成Al2O3.     

ZrCoRE薄膜的结构调控与吸气性能研究

运用扫描电镜、扫描原子探针、X射线衍射仪和动态法分析了高硼硅玻璃表面改性对ZrCoRE薄膜结构和吸气性能的影响.结果表明,ZrCoRE薄膜的纳米组织受衬底表面的影响较大,其表面粗糙度和结构无序度随衬底粗糙度增加而增大:经300℃激活30 rmin后,Ⅰ-型薄膜(Ra=5 nm)吸气性能随时间下降较快,Ⅱ-型(Ra=7 nm)、Ⅲ-型(Ra=59nm)及Ⅳ-型薄膜(Ra=125 nm)的吸气速率依次增大并具有平稳的吸气平台,Ⅳ-型薄膜吸气性能最好.     

柔性基底上直流磁控溅射沉积金属铝膜的研究

采用直流磁控溅射法在棉布、涤纶、芳纶织物上制备金属铝膜,研究了铝膜的沉积速率、组织结构和表面形貌。结果表明:在一定的范围内,沉积速率随溅射功率的增大近似呈线性增加,随溅射气压的增加先升后降;基底材料对铝膜的组织结构有较大影响,在涤纶和棉布上沉积的铝膜才呈现出典型的多晶态面心立方结构,在芳纶和涤纶上获得的铝膜较棉布上的铝膜更为均匀、致密;在一定范围内,溅射功率的增大有助于提高铝膜质量。     

TaMoN复合膜的微结构、力学性能与摩擦性能

采用多靶磁控溅射技术,根据不同Mo靶功率制备一系列不同Mo含量的TaMoN复合膜。利用X射线衍射仪、纳米压痕仪、高温摩擦磨损仪、扫描电子显微镜及其配套的能谱仪研究复合膜的相组成、力学性能、室温和高温下的摩擦性能。结果表明,TaMoN复合膜的微结构是由面心立方、密排六方与底心斜方组成的多相结构;TaMoN复合膜的硬度比TaN单层膜的硬度高,且随着Mo含量的增加先升高后降低,在Mo含量为52.68 at%时达到最大值,为33.9 GPa;Mo元素的添加可以有效改善TaN薄膜在常温和高温下的摩擦性能,通过对磨痕的分析,详细解释了TaMoN复合膜具有优异的减摩性能的原因。     

甲烷流量对中频磁控溅射制备TiSi-C:H薄膜生长和性能的影响（英文）

以甲烷为先驱气体通过中频磁控溅射Ti80Si20靶材在硅和不锈钢基底上制备TiSi-C:H薄膜,研究了甲烷流量对薄膜沉积速率、结构、力学和摩擦学性能的影响。结果表明,甲烷流量对薄膜结构、力学和摩擦学性能有显著影响,随甲烷流量增加薄膜从包含约10 nm晶的锥状纳米晶/非晶复合结构向非晶结构转变,在低甲烷流量下沉积的薄膜具有高硬度、高应力和高磨损率;在高甲烷流量下薄膜硬度和应力降低,而摩擦学性能提高。薄膜力学和摩擦学性能的变化被认为是随甲烷流量增加薄膜结构演化的结果。     

Cu互连中Zr嵌入层对ZrN阻挡层热稳定性的影响

在不同的衬底偏压下,用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了ZrN/Zr/ZrN堆栈结构的阻挡层。研究了Zr层的插入对ZrN扩散阻挡性能的影响,结果表明:随着衬底偏压的升高,阻挡层的电阻率降低,ZrN呈(111)择优取向;Zr层的插入使ZrN阻挡层的失效温度至少提高100℃,750℃仍能有效地阻止Cu的扩散,阻挡性能提高的主要原因可能是高温退火时形成的ZrO2阻塞了Cu快速扩散的通道。     

轴承钢磁控溅射TiN涂层工艺参数对其性能的影响

目的研究磁控溅射工艺参数,包括溅射功率、溅射时间,对TiN涂层轴承钢表面性能的影响。方法采用磁控溅射技术,固定其他工艺参数不变,分别以溅射功率和溅射时间为变量,在轴承钢GCr15表面镀制TiN膜层,并测定硬度,进行摩擦磨损试验。结果固定溅射功率为200 W,随镀膜时间的延长,硬度和耐磨性呈递减趋势,镀膜时间为5~10 min时,硬度值达345.23~353.88HV,摩擦磨损量为2.9~3.4 mg。固定镀膜时间为30 min,随着溅射功率从70 W增大至200 W,硬度与耐磨性也呈递减趋势,溅射功率为100 W时,硬度值可达577.91HV,摩擦磨损量为0.9 mg。结论溅射功率的影响占主导地位,且溅射功率不宜偏高。欲提升材料表面硬度和耐磨性能,溅射功率取100 W,镀膜时间取30 min最为适宜。