减少阴极弧金属等离子体源液滴的技术措施

液滴的存在并伴随着金属等离子体输运是阴极弧金属等离子体源的主要特性之一,液滴问题的严重性常常影响着阴极弧金属等离子体源广泛应用的可能性。文中针对如何减少液滴,提出了在阴极弧金属等离子体源物理和结构设计上采取的适当技术措施;然后在金属等离子体输运过程中,用正偏压的45°弯管(短磁导管)进行电磁过渡,使液滴减少到最少,使离子得到高效传输,最大限度地减少了液滴对被沉积薄膜性能的影响。     

The Properties of the Rectangular Arc Ion Plating with Magnetic Filtering Shutter

A major obstacle to the broad application of cathodic arc plasma deposition is the presence of macroparticles. In this paper, the properties of the large rectangular arc ion plating with a magnetic filtering shutter system to filter macroparticles are studied. It is proposed that the macroparticles in the plasma beam are effectively removed with the magnetic filtering shutter system, and the quality of the deposited films is improved.     

Three-dimensional analysis of macroporosity distributions in polyolefin particles using X-ray microtomography

We applied X-ray microtomography (XMT) to determine the macroporosity distribution in polypropylene macroparticles extracted from a gas phase polymerisation process. Different specimens were scanned with a laboratory XMT setup comprising a microfocus X-ray source and an X-ray image intensifier. The XMT technique provides comprehensive three-dimensional (3D) data volumes representing the local X-ray attenuation in voxels of 5.3 µm × 5.3 µm × 5.3 µm size. In this paper we present the experimental methods and software tools to quantify the particles' local morphology parameters from such volume data. Therefore, after 3D image reconstruction with the Feldkamp algorithm the resulting volume data were processed with histogram based binarisation, connectivity check and volume rendering algorithms. From the resulting 3D images void size distributions in different radial regions of the particles were computed. This enables characterisation of the particles regarding their morphology and elucidation of the effect of given process conditions on morphogenesis.     

改善电弧离子镀涂层大颗粒的试验研究

电弧离子镀涂层的大颗粒使涂层表面粗糙度、孔隙率增加,直接影响涂层的力学性能和表面质量,着重介绍了在涂层中引入稀土元素和采用新型底层系统电弧靶对减少电弧离子镀大颗粒和提高涂层致密度的情况。     

分离靶电弧离子镀制备TiN/TiAlN多层薄膜的微观结构和力学性能(英文)

采用分离靶电弧离子镀制备TiN/TiAlN多层薄膜。为了减少大颗粒的不利影响,利用直线型磁过滤方法来减少低熔点铝靶产生的大颗粒。结果表明,没有过滤的钛靶和磁过滤的铝靶等离子体到达基体的输出量在相同的数量级,同时,采用该方法制备的薄膜中的大颗粒数目是文献中报道的合金靶制备的薄膜大颗粒数目的1/10～1/3。Al元素的添加引起薄膜在(200)晶面的峰值降低,而在(111)和(220)晶面的峰值增强。TiN/TiAlN多层薄膜的最大硬度为HV2495,薄膜的硬度增强符合混合法则,结合力达75 N。     

电弧离子镀中Ti大颗粒空间传输过程中受力变化特征分析

电弧离子镀所制备薄膜中的大颗粒缺陷是研究热点之一,文中利用尘埃等离子体的理论,以Ti大颗粒为研究对象,对电弧离子镀中大颗粒空间传输过程中的受力进行了分析,主要包括重力、离子拖曳力、热泳力、电场力等4种类型,对其影响规律、作用大小以及综合表现进行了总结,为有效避免大颗粒在薄膜表面的沉积概率提出了理论依据。通过对大颗粒传输过程中的空间受力的计算,发现大颗粒受到自身重力、热泳力、电场力和离子拖曳力的综合作用是影响其在薄膜表面数目变化的主要原因。     

电弧源自身大颗粒抑制技术研究进展

电弧离子镀技术已经成为镀膜技术中不可或缺的技术之一,并在金属、装饰、硬质耐磨等领域被广泛研究和应用。膜层技术的研究应用促使对电弧源技术的研究主要集中在长寿命、高可靠性和大颗粒抑制这几方面,且后者的开展必须建立在前者的基础上。大颗粒抑制的关键在于减少弧斑在靶面的驻留时间,可通过巧妙的永磁或电磁设计来实现具有较强横向磁场分量的靶面,但当磁场强度增大时,必须综合考虑纵向磁场和横向磁场的比例关系,考虑靶材本身的特点。另一种抑制大颗粒的方法是脉冲电弧技术,脉冲电弧源引弧频繁,在结构设计上和恒流电弧源有很大的区别,瞬时电流能达到数千、甚至一万安培以上,能够获得很高的沉积速率,同时阳极的设计使等离子体形成定向喷射,过滤掉大部分大颗粒。     

磁珠技术在生命科学领域的应用及其制备

本文概述了磁性微球的发展情况和在生命科学领域的应用,用简单的化学合成方法制备出了能从血液中提取DNA的磁珠,并通过提取实验选择出了最佳磁珠制备方法。     

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。     

磁控真空电弧沉积TiN膜的扫描电镜分析

利用扫描电镜，分析了磁控电弧沉积的氨化钛膜微观形貌。实验表明，阴极磁场对膜层的形貌有显著的影响，合理的磁场设计可减少膜层中的宏观颗粒（ＭＰ）；膜的表面形貌主要受ＭＰ的影响，但当基片表面起弧时，弧痕对表面形貌的影响比ＭＰ的影响大；ＭＰ粒径多数在１～３微米之间，但少数的ＭＰ也可能大于十几微米或１微米以下。对ＭＰ的形貌分析表明，ＭＰ的形态与其粒径有关，较小的ＭＰ顶部呈圆球形，而较大的ＭＰ顶部扁平，且底部有微孔。