轴向磁场对电弧离子镀TiN薄膜组织结构及力学性能的影响

为了研究轴向磁场对薄膜结构及力学性能的影响规律,采用电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积了TiN薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、轮廓仪和纳米压痕仪考察了外加轴向磁场对薄膜化学成分、组织结构、硬度及弹性模量的影响。结果表明:外加轴向磁场对TiN薄膜的组织结构及力学性能有明显影响。磁场强度越高,薄膜表面颗粒及溅射坑越大,薄膜表面粗糙度增大;薄膜中N含量随着磁场强度增加而增大,而Ti含量则显示出相反的趋势;磁场对薄膜择优取向有明显影响,随着磁场强度增加,薄膜(111)取向增强,而后逐渐转变为(220)择优;薄膜硬度和弹性模量随着磁场强度增加先增加而后降低,在磁场强度为50Gs时分别达到最大值28.4GPa与415.4GPa。     

电弧离子镀沉积磁性薄膜的研究

研究了电弧离子镀磁性靶材使用过程中发生"跑弧"并导致靶材无法稳定刻蚀的问题.利用有限元方法(FEM)对外加磁场下非磁性靶材系统和磁性靶材系统中的磁场分布进行了模拟.研究了外磁场对电弧斑点运动的影响机理,并结合电弧斑点放电的物理机制,探讨了磁性靶材与低饱和蒸气压金属靶壳、绝缘陶瓷靶壳或软磁性金属靶壳组成复合结构靶材解决磁性靶材使用问题的可行性.结果表明,这3种复合结构靶材设计方案均能有效解决电弧离子镀磁性靶材"跑弧"问题.通过实验得到,在低饱和蒸气压金属或绝缘陶瓷靶壳设计方案里,靶材频繁引弧到弧斑能受控运动的转变温度为(136.6±23.0)℃.     

有耗频率选择表面蜂窝吸波复合材料的电磁性能

采用芳纶纸蜂窝与有耗频率选择表面复合设计兼具重量轻、强度高及吸波带宽宽的蜂窝吸波复合材料,研究了蜂窝吸波复合材料中蜂窝的厚度和有耗频率选择表面对结构电磁性能的影响。用等效电路法分析了传统孔径型方环有耗频率选择表面的电磁波吸收原理及该结构在宽频电磁吸收方面的缺陷。使用开槽的方法增大该结构等效电容的作用,在保持高频吸收性能基本不变的情况下增大了低频吸收峰,改进了结构的低频吸收性能,使吸波带宽展宽1倍以上。通过matlab计算出等效电容和等效电感,结果表明:方环形有耗频率选择表面的环宽度只改变等效电感的大小,等效电容保持不变;等效电感的大小主要影响高频吸收峰位,等效电容的大小主要影响低频吸收峰位。蜂窝厚度主要影响低频吸收峰值和高频吸收峰位。基于以上特性设计出具有宽频电磁波吸收性能、厚度为6 mm的蜂窝夹芯结构吸波材料:在6 mm蜂窝介质表面覆盖开槽方环形有耗频率选择表面,最下面为金属反射层,其-10 d B的电磁波吸收带宽达到14 GHz。测试结果与设计结果基本一致。