类金刚石碳膜磁控溅射抗剥离结合强度的实验研究

在复杂型腔制件W18Cr4V钢基体上采用磁控溅射法涂镀类金刚石,研究不同的中间过渡层制备复合结构层的DLC碳膜,薄膜中含有sp3杂化碳原子含量最高,且膜层外观结构光滑无裂痕,韧度、界面结合强度、硬度和厚度等性能指标良好.实验结果对比分析发现Ti/TiN/TiAlN为过渡层的DLC碳膜抗剥离附着性能好,膜层间的结合强度和致密度大幅提高,涂层的内应力明显降低,DLC碳膜的综合力学性能得到全面改善.     

溅射铜基材上浸镀银的微结构表征

在铜基材上采用电化学浸镀技术沉积银已成为当今一项热门技术。研究采用了含有添加剂的乙醇溶液作为镀液。沉积的银采用场发射扫描电子显微术(FESEM)和原子力显微术(AFM)加以表征。研究表明，采用乙醇基镀槽制备的浸银层具有很强的表面轮廓覆盖能力，在铜基材的凸台区覆盖的银粒子尺寸为15nm左右，而在低凹区的银粒子的尺寸为10m左右。     

Si基Ge光电探测器的研制及性能分析

以Si衬底上外延Ge薄膜为吸收区,研究了Si基Ge光电探测器的材料生长与器件制作工艺,并对材料晶体质量和器件性能进行表征分析。Ge薄膜是采用低温缓冲层技术在超高真空化学气相沉积系统上生长的。1μm厚Ge薄膜的表面仅出现纳米量级的岛,表面粗糙度只有1.5 nm。Ge薄膜的X射线衍射峰形对称,峰值半高宽低于100 arc sec。Ge薄膜中存在0.14%的张应变。Si基Ge光电探测器在-1 V偏压时暗电流密度为13.7 mA/cm2,在波长1.31μm处的响应度高达0.38 A/W,对应外量子效率为36.0%,响应波长扩展到1.6μm以上。     

磁控溅射TiN薄膜及其性能研究

以直流反应磁控溅射方法在Si（111）基底上制备薄膜TiN.研究发现：在保持其他工艺参数不变的条件下,溅射气压在0.3～1.3 Pa范围内,薄膜的主要成分是（111）择优取向的立方相TiN.当溅射气压为0.5 Pa时,沉积的薄膜膜层致密均匀,色泽金黄,膜厚为115.8 nm,结晶性能好.在可见光区半透明而在红外光区呈高反射,红外反射率为90%,具有良好的太阳光谱选择性.     

Al/Si比例对CrAlSiN/TiVN复合涂层的摩擦和电化学腐蚀性能的影响

通过阴极多弧离子镀膜技术在高速钢试片表面制备CrAlSiN/TiVN涂层,分析了Al/Si比例对CrAlSiN/TiVN涂层表面的微观组织、硬度、摩擦系数以及抗腐蚀性能的影响.研究结果表明:Al/Si比例为80/20的CrAlSiN/TiVN涂层的表面组织相对均匀和致密,不同Al/Si比例的涂层硬度相对于基材均有明显的...     

基于改进TOPSIS法的脉冲电沉积Ni-W-P镀层工艺优化

以占空比、脉冲频率、电流密度、镀液温度为优化工艺参数,以镀层表面硬度、结合强度、磨损量、腐蚀速率为综合优化工艺目标,运用改进的TOPSIS法对脉冲电沉积Ni-P-W合金工艺参数进行优化。优化结果为：占空比30%、脉冲频率250 Hz、电流密8 A/dm²、镀液温度60℃。采用优化工艺参数进行脉冲电沉积Ni-P-W合金与最优试验设计组相比,表面硬度提高了8.14%,结合强度提高了5.32%,磨损量减小了4.26%,腐蚀速率减小了6.25%。     

红外激光偏振膜片的设计和镀制

使用G(HL)~SHA膜系。制作0.85μm红外介质薄膜偏振片。经测量,透射光偏振度P_T=99.0％;反射光偏振度P_R=99.3％,工艺简单、镀制方便。文中膜系设计的基本原理和实验方法,不依赖于某个特定的波长,在所使用的介质透明范围内具有普遍意义。     

沉积时间对非晶碳/Mo_2C混合薄膜场发射性能的影响

在Al2O3衬底上采用微波等离子体增强化学气相沉积(MPCVD)系统中沉积薄膜,反应气体为CH4、H2。从样品的Raman谱中可以分析出薄膜中含有非晶碳成分。XRD有明显的晶态Mo2C衍射峰,所制备的薄膜为非晶碳/Mo2C混合膜。在高真空室中测量了样品的场发射特性,其开启场强为0.55 V/μm,在1.8 V/μm电场下测得样品的场发射电流密度为6.8 mA/cm2。CCD图中可以看到样品有比较好的发光特性。研究了在一定反应条件下,沉积时间对样品场发射特性的影响,4 h制备的样品场发射性能最好。良好的场发射性能决定了所制备的样品是一种好的场致发射体。     

薄膜厚度对FeZrBNb单层膜巨磁阻抗效应的影响

用射频溅射法制备了FeZrBNb合金薄膜,研究薄膜厚度对巨磁阻抗效应的影响。结果表明,适当增大薄膜的厚度可以降低薄膜样品的临界频率,提高阻抗比。频率为13MHz时,厚度为10．8μm的薄膜样品的最大纵向阻抗比达到了5．9％,高于3．5μm的薄膜样品（最大纵向阻抗比为1．9％）;而临界频率为400kHz,远低于薄膜厚度为3．5μm的样品（临界频率为1．3MHz）。     

硼碳氮纳米管薄膜的制备及场致电子发射性能研究

采用高温热解法,以硼氢化纳/乙二胺(NaBH4/C2H8N2)饱和溶液为前驱液在沉积有铁催化剂的硅基底上生长硼碳氮(BCN)纳米管.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、扫描俄歇微探针和拉曼光谱对BCN纳米管进行形貌观察和表征.BCN纳米管的高度在20μm左右,直径在50～100nm之间,具有明显的"竹节状"结构,结晶有序度较差.对BCN纳米管薄膜进行低场致电子发射性能测试,开启电场1.8V/μm,外电场升至2.48V/μm时发射电流170μA/cm2,当外加电场大于5.5V/μm时,可以观察到发射点均匀分布的场致电子发射图像.     

硅基纳米结构的发光

测量了掺Er氧化硅、掺Er富硅氧化硅、掺Er氮化硅和掺Er富硅氮化硅这四种薄膜室温下的光致发光谱，这四种薄膜在光激发下都具有Er^3＋离子的1．54μm峰位,Er^3＋离子1．54μm的峰强度与薄膜的退火温度有关，这些薄膜都分别在600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃的温度下同时退火，发现两种富硅薄膜的强度比不富硅薄膜的1.54μm峰强度要强。     

Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2铁电薄膜的制备和性能研究

运用脉冲激光沉积方法,在Pt(111)基片上沉积制备Hf0.5Zr0.5O2铁电薄膜。通过对X射线衍射(XRD)分析表明,薄膜的正交相随衬底温度升高而增强,随薄膜厚度增加而减小。P-E电滞回线实验表明,提高衬底温度有助于增强薄膜铁电性能。400℃氧气中原位退火后薄膜剩余极化(2Pr)达到8μC/cm2。5V以下薄膜漏电流密度为3.2×10-6A/cm2。Hf0.5Zr0.5O2薄膜的疲劳特性测试表明,在经过2×109次反转后可参与翻转总极化值有一定下降。     

K/Na-Mo复合变质对M2高速钢组织和性能的影响

用K／Na-Mo复合变质剂对M2铸造高速钢进行变质处理,对试样进行组织分析及力学性能测试．结果表明,随着K／Na-Mo复合变质剂的加入,M2高速钢中铸态碳化物趋于断网,骨状晶转变为等轴晶,组织得到了优化,同时M2高速钢的韧性明显提高,硬度和红硬性也有所改善．     

TiN薄膜常压化学气相沉积及动力学研究

在玻璃基片温度400℃和650℃之间，讨论了TiCl4-NH3-N2体系TiN常压化学气相沉积（APCVD）及动力学。在500－650℃温度范围内。TiN在高温玻璃表面沉积为反应物扩散控制，低于400℃为表面反应控制，其沉积速度明显受玻璃温度，反应物浓度和气体流速影响。     

超细晶粒硬质合金刀具在加工耐热合金钢中的应用

超细晶粒硬质合金是一种高硬度、高强度和高耐磨性兼备的硬质合金,它的WC粒度一般为0.2-1.0μm以下,大部分在0.5μm以下,是普通硬质合金WC粒度的几分之一到几十分之一,具有硬质合金的高硬度和高速钢的强度.其硬度一般为90-93HRA,抗弯强度为2000-3500MPa,比含钴量相同的一般WC-Co硬质合金要高,与加工材料的相互吸附-扩散作用较小,这种优异防粘接的性能组合,使超细合金刀具显示出良好的切削性能,可以上下延伸其应用领域,加工硬而脆及非均质材料,它可与陶瓷刀具材料竞争;在低速切削和断续切削下,可以代替高速钢,特别适用于加工耐热合金钢、高强度合金钢以及其它难加工材料.超细晶粒硬质合金刀具特别适宜加工铁基、镍基、高温合金,钛合金及耐热不锈钢,也适于加工各种喷涂、喷焊、堆焊材料,如铁基、镍基、钴基、铜基超硬自溶性粉末和钴铬钨各系列的喷涂焊体.也可用于加工超高强度钢,淬硬钢以及高铬、镍冷硬铸铁等高硬度材料,在加工难加工材料时,超细合金刀具的耐用度比普通硬质合金要高3-10倍.     

旋涂法制备ICF分解实验用薄膜靶

采用旋涂工艺,以K9玻璃为衬底,制备低表面粗糙度的惯性约束聚变(ICF)分解实验用的聚苯乙烯(CH)和聚氯乙烯(PVC)平面薄膜靶,对它们的厚度、宽度和表面光洁度等靶参数进行测量.结果表明,CH和PVC平面薄膜靶的厚度分别为18μm和6μm,对应的宽度分别为200μm和300μm.CH和PVC平面薄膜靶都具有较好的表面光洁度,它们平均粗糙度Ra的最大值分别3.7 nm和4.5 nm,TIR表面最高点与最低点差值TIR的最大值分别58.4 nm和56.8 nm.     

双源超声雾化热解喷涂仪研制

单源超声雾化室实验系统在制备掺杂薄膜时,由于制备前驱源溶液与掺杂溶液混合在同一个雾化室,几种不同的溶液之间相互影响,对制备高质量的掺杂薄膜非常不利;同时单源超声雾化室的沉积速度较慢,不利于向工业化方向转化;双源超声雾化室避免了在制备掺杂薄膜时掺杂溶液和源溶液混合而互相污染的弊病,从根本上解决了单源超声雾化热喷涂法制备掺杂薄膜存在的问题;同时衬底取向朝下,采用竖直向上的供料方式沉积薄膜,利用重力直接筛选大雾滴,沉积薄膜的雾滴粒径分布更加集中。     

聚酰亚胺平面/调制薄膜的制备与测量

采用联苯四羧酸二酐(PMDA)和对苯二胺(PDA)为二酐和二胺,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂制备了聚酰胺酸溶液(PAA).采用旋涂工艺,以K9玻璃或调制模版为衬底,制备了聚酰亚胺(PI)平面/调制薄膜.对其厚度、结构、表面粗糙度和表面调制图形进行了测量,研究了其厚度与旋涂速度和PAA溶液浓度的对应关系.结果表明,PAA溶液在马弗炉中进行370℃热处理,可以完全转化为PI;通过旋涂法制备PI平面薄膜的平均粗糙度Ra的最大值和最小值分别为3.7 nm和3.1 nm;PI平面薄膜最小厚度为1μm,且其厚度随着旋涂速度增大而减小,随着PAA溶液浓度的增大而增大;PI调制薄膜的周期和振幅分别为100μm和4.8μm,在调制图形转移过程中,周期不变,而振幅存在0.2μm的转移误差.     

Co-Pi和Cu2O共修饰TiO2薄膜及其光电化学性质研究

用阳极氧化法在Ti基片上制备出TiO2薄膜,然后通过电化学沉积法将Co-Pi和Cu2O沉积在TiO2薄膜表面.通过扫描电镜、X-射线衍射和光电化学性质测试,发现TiO2薄膜表面先沉积Co-Pi能够有效阻止Cu2O颗粒堆积,光电流显著提高.而先沉积Cu2O后沉积Co-Pi,则会使Cu2O还原为Cu,同时形貌发生改变.特别地,沉积300秒Co-Pi后再沉积Cu2O颗粒,能得到200 mA/cm2的最大光电流.     

粗晶粒硬质合金材料的制备与表征

为提高硬质合金的断裂韧性,使用平均粒度分别为9.8、22.5、27.4μm的WC粉体制备3种级别(粗晶、超粗和特粗)的WC-6Co粗晶粒硬质合金,使用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对其微观结构进行表征,并研究了WC晶粒度对粗晶粒硬质合金力学性能的影响。结果表明,随着WC平均晶粒度由粗晶(3.5～4.9μm)增加到特粗(8.0～14μm)级别,横向断裂强度和维氏硬度有所下降,但韧性得到显著改善。其中WC晶粒度为7.77μm的超粗硬质合金的横向断裂强度为(2 137.5±22.5) MPa,硬度为1 011.6 HV₃₀,在30 kg载荷下无裂纹产生,表现出优异的断裂韧性。但是,WC晶粒度为8.83μm的特粗硬质合金的断裂韧性为13.3 MPa·m^1/2,低于超粗硬质合金,这与特粗WC晶粒中的微观缺陷有关。