氮气流量对热丝增强等离子体磁控溅射制备CrN_x薄膜组织结构与性能的影响 被引量：6

1

作者 张鑫 周艳文 +3 位作者 高健波 郭媛媛 解志文 吕哲 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期984-990,共7页

采用热丝增强等离子体磁控溅射技术在SKD61钢基体上制备了CrN_x薄膜,并分析研究了不同氮气流量对薄膜相结构、组织形貌、粗糙度、厚度、耐磨性、膜基结合力以及纳米硬度和弹性模量的影响。结果表明:在较宽的氮气流量变化范围内可制备出... 采用热丝增强等离子体磁控溅射技术在SKD61钢基体上制备了CrN_x薄膜,并分析研究了不同氮气流量对薄膜相结构、组织形貌、粗糙度、厚度、耐磨性、膜基结合力以及纳米硬度和弹性模量的影响。结果表明:在较宽的氮气流量变化范围内可制备出厚度均匀、结构致密、高硬度及高耐磨性的CrN_x薄膜。随氮气流量增加,薄膜由Cr2N及CrN双相组成转变为CrN单相。由于复杂相及相取向的存在,氮气流量为90 mL/min的CrN_x薄膜内应力最大,膜基结合力最低。CrN_x薄膜使SKD61钢的纳米硬度、弹性模量及耐磨性能均大幅提高,最高纳米硬度及弹性模量分别达36 GPa,477 GPa。通过对材料韧性的综合评价,氮气流量为75 mL/min条件下所制得的以Cr_2N相为主的薄膜的韧性最佳。 展开更多

关键词 热丝增强等离子体磁控溅射 CRNX薄膜 氮气流量 结构 性能

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N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层的影响 被引量：8

2

作者 谢启 付志强 +1 位作者 岳文 王成彪 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期161-167,共7页

目的研究N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺。方法在不同N_2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层。采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪... 目的研究N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺。方法在不同N_2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层。采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪测定涂层的相结构,利用显微硬度计测试涂层试样的硬度,利用球-盘摩擦磨损试验机考察涂层试样的摩擦磨损性能,利用能谱仪分析磨痕表面的化学组成。结果 N_2流量小于61.5 mL/min时,增加N_2流量对总气压和靶电压的影响很小;N_2流量超过61.5 mL/min后,总气压和靶电压均随着N_2流量的增加而显著增大。随着N_2流量的增大,制备的TiN涂层X射线衍射谱中的TiN(111)、TiN(220)衍射峰强度不断增大,TiN(200)衍射峰强度先不变后突然减小。N_2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的致密性最好,硬度最高。N_2流量在50~61.5 mL/min范围内,制备的TiN涂层试样的磨损率较低,最低可达7.4×10^(-16) m^3/(N·m)。当N_2流量超过63 mL/min后,TiN涂层试样的磨损率显著增大。结论 N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层择优取向、硬度及摩擦磨损性能的影响较显著,N_2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的硬度和耐磨性最好。 展开更多

关键词 等离子体增强磁控溅射 TIN涂层 N2流量 迟滞回线 微观结构 摩擦磨损性能

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等离子体增强磁控溅射沉积碳化硅薄膜的化学结构与成膜机理 被引量：6

3

作者 孙文立 徐军 陆文琪 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2311-2316,共6页

以CH4和Ar为工作气体,单晶硅为溅射靶,通过微波电子回旋共振(MW-ECR)等离子体增强非平衡磁控溅射方法在不同的CH4流量和沉积温度下制备了a-Si1-xCx∶H薄膜.利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,X光电子能谱(XPS)和纳米硬度仪等表征方法研究... 以CH4和Ar为工作气体,单晶硅为溅射靶,通过微波电子回旋共振(MW-ECR)等离子体增强非平衡磁控溅射方法在不同的CH4流量和沉积温度下制备了a-Si1-xCx∶H薄膜.利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,X光电子能谱(XPS)和纳米硬度仪等表征方法研究不同沉积参数下薄膜的化学结构、化学配比和硬度的变化.结果表明:室温(25℃)下随CH4流量由5cm·3min-1增加到45cm3·min-1(标准状态)时,薄膜中Si—CH2键,C—H键含量逐渐增加,Si—H键变化不明显;膜中C原子百分比由28%增至76%,Si原子百分比由62%降至19%.当CH4流量为15cm3·min-1时,随沉积温度的升高,薄膜中Si和C原子百分比含量分别为52%和43%,且基本保持不变;膜中Si—H键和C—H键转化为Si—C键,薄膜的显微硬度显著提高,在沉积温度为600℃时达到29.7GPa.根据分析结果,提出了室温和高温下a-Si1-xCx:H薄膜生长模型. 展开更多

关键词 等离子体增强磁控溅射 a-Si1-xCx∶H薄膜 FT-IR 化学结构 硬度 成膜机理

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等离子体增强磁控溅射CrSiN涂层摩擦磨损行为 被引量：7

4

作者 周子超 张豪 +4 位作者 张雪 常伟杰 宋玲玲 黄传 多树旺 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期185-191,共7页

目的基于细晶强化理论,借助新型涂层制备技术获得综合性能优良的CrSiN涂层,研究Si含量对涂层微观结构、力学性能及耐磨性能的影响规律。方法采用等离子体增强磁控溅射技术,制备四种含有不同Si含量的CrSiN涂层。使用X射线能谱仪(EDS)、X... 目的基于细晶强化理论,借助新型涂层制备技术获得综合性能优良的CrSiN涂层,研究Si含量对涂层微观结构、力学性能及耐磨性能的影响规律。方法采用等离子体增强磁控溅射技术,制备四种含有不同Si含量的CrSiN涂层。使用X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM),分析涂层的化学成分、晶体结构、微观形貌和表面粗糙度。使用纳米压痕/划痕仪测试涂层的显微硬度、杨氏模量和结合力。使用摩擦磨损试验仪考察涂层的摩擦磨损行为。结果CrSiN涂层中Si含量随着Si靶功率的增加而增加。所有涂层中均未检测到含Si物相,主要由CrN相组成。随着Si含量的增加,CrN(111)衍射峰逐渐减弱直至消失,涂层由疏松的三角锥结构逐渐变为致密平整的CrN纳米晶和Si3N4非晶共存的复合结构,涂层表面粗糙度显著降低,涂层的显微硬度、杨氏模量、结合力及耐磨性能均呈现先增后降的趋势。结论Si含量为18.5%的CrSiN涂层具有最佳的耐磨性能,此时涂层的硬度、杨氏模量、结合力和平均摩擦系数分别约为27 GPa、327 GPa、30 N和0.289。 展开更多

关键词 等离子体增强磁控溅射技术 CrSiN涂层 SI含量 微观结构 力学性能 摩擦磨损

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等离子体增强磁控溅射制备TiAlVSiCN涂层的抗冲蚀性能 被引量：3

5

作者 黄晓林 魏荣华 +2 位作者 林健凉 Robert Castillo 赵文涛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期253-259,共7页

目的提高不锈钢基体的抗固体颗粒冲蚀性能。方法在不锈钢基体表面,通过等离子体增强磁控溅射系统(PEMS),采用不同偏压工艺制备TiAlVSiCN纳米复合涂层。通过SEM、HRTEM观察涂层的微观形貌与组织,利用XRD、SAD分析涂层的物相组成与晶体结... 目的提高不锈钢基体的抗固体颗粒冲蚀性能。方法在不锈钢基体表面,通过等离子体增强磁控溅射系统(PEMS),采用不同偏压工艺制备TiAlVSiCN纳米复合涂层。通过SEM、HRTEM观察涂层的微观形貌与组织,利用XRD、SAD分析涂层的物相组成与晶体结构,并通过划痕仪、纳米硬度计以及冲蚀试验机探究不同工艺涂层的结合强度、纳米硬度以及抗冲蚀性能差异。结果采用PEMS制备出一系列不同偏压条件下的TiAlVSiCN涂层,涂层组织致密,呈柱状,主要包括纳米晶Ti(Al,V)(C,N)相和非晶相。偏压显著影响涂层的晶粒尺寸和非晶相分布,高偏压下的涂层主要由20~50 nm的Ti(Al,V)(C,N)纳米晶及其周围弥散分布的非晶相组成,而低偏压下的涂层主要由100 nm的Ti(Al,V)(C,N)纳米晶和连续分布的非晶相组成。高偏压下制备的涂层厚度超过20μm,纳米硬度可达(34.6±14.1)GPa,具有优良的结合强度(>65 N)和抗冲蚀性能,其抗冲蚀性能相比不锈钢基体提高近8倍。结论通过与偏压参数的匹配控制,PEMS可有效调控纳米复合涂层的组织结构,实现硬度与弹性模量的良好匹配,制备出具有优良抗冲蚀性能、厚度达到20μm以上的TiAlVSiCN纳米晶-非晶复合涂层。 展开更多

关键词 等离子体增强 磁控溅射 TiAlVSiCN 纳米复合涂层 抗冲蚀性能 纳米晶 非晶

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靶电流密度对热丝增强等离子磁控溅射制备Cr_2N薄膜结构与性能的影响 被引量：2

6

作者 张鑫 王晓明 +3 位作者 高健波 郭媛媛 解志文 周艳文 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期3070-3075,共6页

采用等离子体增强平衡磁控溅射技术在316L奥氏体不锈钢基体表面制备了不同靶电流密度条件下的Cr_2N薄膜,并检测分析了靶电流密度对薄膜表面形貌、相结构、力学性能、膜基结合力和摩擦磨损性能的影响。结果表明,薄膜呈致密柱状结构,以Cr_... 采用等离子体增强平衡磁控溅射技术在316L奥氏体不锈钢基体表面制备了不同靶电流密度条件下的Cr_2N薄膜,并检测分析了靶电流密度对薄膜表面形貌、相结构、力学性能、膜基结合力和摩擦磨损性能的影响。结果表明,薄膜呈致密柱状结构,以Cr_2N(111)择优取向为主。当靶电流密度为0.132 mA/mm^2时,WN相与Cr_2N并存;随着靶电流密度的增加,薄膜厚度逐渐增加,硬度、弹性模量略有下降,膜基结合增强。薄膜与基体结合处呈脆性失效。靶电流密度0.132 mA/mm^2时,最高薄膜硬度及模量分别为33及480GPa,且磨损量最小。靶电流密度0.264mA/mm^2时,最大膜机结合力为36.6N。经过镀Cr_2N薄膜后,试样表面硬度、耐磨性明显提高。 展开更多

关键词 等离子体增强磁控溅射 Cr2N薄膜 靶电流密度 结构 性能

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感应耦合等离子体增强磁控溅射法制备MoO_(3)高透亲水光学薄膜

7

作者 彭井泉 郑学军 +6 位作者 冯春阳 李方 黄乐 陈立 左滨槐 陈丽娟 贺楚才 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期11118-11125,共8页

将磁控溅射和感应耦合相结合形成感应耦合等离子体增强磁控溅射技术(ICPMS),制备了MoO_(3)高透亲水光学薄膜。使用分光光度计、水接触角测试仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线能谱仪,分别表征薄膜的光学性能、润湿性能、显微形貌... 将磁控溅射和感应耦合相结合形成感应耦合等离子体增强磁控溅射技术(ICPMS),制备了MoO_(3)高透亲水光学薄膜。使用分光光度计、水接触角测试仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线能谱仪,分别表征薄膜的光学性能、润湿性能、显微形貌、晶体结构和化学成分。通过正交实验法,以MoO_(3)薄膜的氧钼比、光学透过率、水接触角为指标,探究了感应耦合等离子体(ICP)氧氩比、ICP功率、靶位工作压强和ICP前处理时间工艺参数对MoO_(3)薄膜性能的影响。结果表明:氧氩比是影响性能的主要参数,其次是工作压强,影响最小参数是ICP功率。最优工艺参数是氧氩比400/300、靶位工作压强为0.15 Pa、功率为1500 W、前处理时间为18 min。研究为高透亲水光学薄膜应用,提供具体实验设计和工艺方法指导。 展开更多

关键词 正交实验 感应耦合等离子体增强磁控溅射法 MoO_(3)薄膜 透过率 接触角

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一种等离子体增强非平衡磁控溅射方法

8

《表面技术》 EI CAS CSCD 2008年第6期80-80,共1页

本发明属于材料表面改性技术领域，特别涉及到磁控溅射沉积技术。该技术通过两个相对放置的ECR放电腔磁场线圈产生的磁场和平衡磁控靶磁场在沉积室叠加形成会切场磁场位型，该磁场位型有效地约束ECR放电和平衡磁控靶放电产生的等离子体... 本发明属于材料表面改性技术领域，特别涉及到磁控溅射沉积技术。该技术通过两个相对放置的ECR放电腔磁场线圈产生的磁场和平衡磁控靶磁场在沉积室叠加形成会切场磁场位型，该磁场位型有效地约束ECR放电和平衡磁控靶放电产生的等离子体，在薄膜生长表面形成高密度的离子、激活基团，通过控制基片位置、溅射偏压、沉积偏压等工艺参数， 展开更多

关键词 非平衡磁控溅射 等离子体增强 表面改性技术 磁场线圈 沉积技术 溅射偏压 放电腔 薄膜生长

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热丝增强等离子体辅助渗氮中氮在不锈钢中的扩散与析出机制 被引量：4

9

作者 滕越 周艳文 +5 位作者 郭媛媛 张鑫 张泽 陶思友 陈军 梁英爽 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期113-120,共8页

目的研究不同放电电流密度下,渗氮层组织及摩擦学性能随时间的演变规律,以及氮在不锈钢中的扩散与析出机制。方法采用热丝增强等离子体辅助渗氮方法,对奥氏体不锈钢表面进行改性。采用XRD及XPS研究渗氮层相组成及结构;采用SEM观察渗氮... 目的研究不同放电电流密度下,渗氮层组织及摩擦学性能随时间的演变规律,以及氮在不锈钢中的扩散与析出机制。方法采用热丝增强等离子体辅助渗氮方法,对奥氏体不锈钢表面进行改性。采用XRD及XPS研究渗氮层相组成及结构;采用SEM观察渗氮层的横截面形貌,并利用能谱分析氮含量及其随深度的分布情况;分别使用纳米压痕仪、磨损仪及台阶仪研究渗氮层的摩擦学性能。结果当电流密度为0.81mA/cm^2时,短时间(1~2h)渗氮后,不锈钢表面形成单一过饱和固溶体相;渗氮时间增加到4h后,转变为更稳定的Fe4N相,渗氮层厚度达14.2μm,表面硬度达17.81GPa。当电流密度增加到1.25mA/cm^2时,N与金属原子间结合能增加,渗氮1h开始析出CrN和Fe4N相,4h后表面硬度和模量分别达22.88GPa和314.2GPa,磨损量仅为基体的0.53%。结论氮原子在奥氏体中的扩散系数随电流密度成正比增加。当渗氮时间(或热丝电流)增加,渗氮层厚度与维氏硬度明显增加,其增加趋势正比于时间的1/2次幂,结构由单一固溶体相γN转变为固溶体与少量氮化物析出相CrN和Fe4N,渗氮层的摩擦学性能明显提高。 展开更多

关键词 热丝增强等离子体辅助渗氮 奥氏体不锈钢(316L) 氮扩散 氮析出 摩擦学性能

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氦等离子体前处理对多晶硅薄膜性能的影响

10

作者 汝丽丽 孟月东 陈龙威 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2013年第4期398-403,共6页

采用微波电子回旋共振等离子体增强磁控溅射(microwave electron cyclotron resonance plasma-enhanced magnetron sputtering,ECR-PEMS)和电子回旋共振等离子体辅助化学气相沉积(microwave electroncyclotron resonance chemical vapor... 采用微波电子回旋共振等离子体增强磁控溅射(microwave electron cyclotron resonance plasma-enhanced magnetron sputtering,ECR-PEMS)和电子回旋共振等离子体辅助化学气相沉积(microwave electroncyclotron resonance chemical vapor deposition,ECR-CVD)技术,分别在单晶硅片(100)基底上低温制备了多晶硅薄膜.采用拉曼光谱仪、X射线衍射仪以及原子力显微镜对薄膜微观结构及表面形貌进行表征,研究纯氦等离子体基底前期处理对所沉积薄膜性能的影响.结果表明,氦等离子体前处理技术能大幅提高多晶硅薄膜结晶度和颗粒尺寸,明显改善ECR-CVD法所得多晶硅薄膜的微观结构特性和表面形貌. 展开更多

关键词 等离子体物理 多晶硅薄膜 电子回旋共振 等离子体增强 氦等离子体 磁控溅射 化学气相沉积 薄膜结晶度 纳米材料

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辅助方法对热丝CVD金刚石生长速率的影响 被引量：3

11

作者 孙心瑗 周灵平 +3 位作者 李绍禄 李德意 张刚 陈本敬 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期393-397,共5页

在热丝化学气相沉积金刚石系统中 ,通过双灯丝间的热阴极放电产生等离子体 ,对衬底施加正负偏压形成电子促进 ,比较分析了它们及其组合的各种辅助方法对金刚石生长速率的影响。结果表明 ,在以丙酮为碳源、灯丝总功率不变的情况下 ,等离... 在热丝化学气相沉积金刚石系统中 ,通过双灯丝间的热阴极放电产生等离子体 ,对衬底施加正负偏压形成电子促进 ,比较分析了它们及其组合的各种辅助方法对金刚石生长速率的影响。结果表明 ,在以丙酮为碳源、灯丝总功率不变的情况下 ,等离子体可明显增强金刚石的生长 ,其生长速率约为纯热丝法的三倍 ;而正偏压对等离子体辅助沉积金刚石不仅没有增强形核作用 ,而且抑制金刚石的生长 ;电子促进法可以显著提高金刚石的成核密度 ,但并不能提高金刚石生长速率。 展开更多

关键词 辅助方法 热丝 金刚石膜 金刚石多晶球 生长速率 等离子体增强 偏压 热丝化学气相沉积 成核密度

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热丝辅助MWECR-CVD法沉积氢化非晶硅薄膜研究 被引量：1

12

作者 刘国汉 丁毅 +3 位作者 朱秀红 何斌 陈光华 贺德衍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期986-989,共4页

为了降低a-Si:H薄膜中的氢含量,提高其稳定性,在我们MWECR-CVD系统中引入了热丝装置,热丝对等离子体的热辐射使等离子体升温,既促进了气体的进一步分解和电离,获得较多的低氢原子基团,也减少了活性高硅烷聚合物的生成,从而使薄膜中的(Si... 为了降低a-Si:H薄膜中的氢含量,提高其稳定性,在我们MWECR-CVD系统中引入了热丝装置,热丝对等离子体的热辐射使等离子体升温,既促进了气体的进一步分解和电离,获得较多的低氢原子基团,也减少了活性高硅烷聚合物的生成,从而使薄膜中的(SiH2)n的含量降低。同时,热丝对样品表面提供的热辐射和光辐射也可以进一步降低薄膜的氢含量。实验结果表明,用这种装置沉积的a-Si:H薄膜,氢含量可降低到4.5at%左右,稳定性明显增强,光敏性也有一定改善。 展开更多

关键词 电子回旋共振 等离子体增强化学气相沉积 氢化非晶硅薄膜 热丝 光致衰退效应

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射频放电辅助热丝CVD金刚石生长速率的研究 被引量：1

13

作者 孙心瑗 周灵平 +2 位作者 李宇农 易学华 陈本敬 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期460-463,共4页

在传统的HFCVD系统中,引入射频电源后,通过与灯丝或者衬底的连接,组成了射频放电辅助下的四种不同沉积金刚石的生长模式。在各种生长模式下,分别以酒精和丙酮为碳源,沉积出了金刚石多晶球,并就不同辅助模式下的金刚石的生长速率进行了... 在传统的HFCVD系统中,引入射频电源后,通过与灯丝或者衬底的连接,组成了射频放电辅助下的四种不同沉积金刚石的生长模式。在各种生长模式下,分别以酒精和丙酮为碳源,沉积出了金刚石多晶球,并就不同辅助模式下的金刚石的生长速率进行了研究。结果表明,等离子体增强法能够明显促进金刚石的生长,而电子促进法的生长速率最慢,甚至慢于偏压等离子体的生长速率;与等离子体促进增强法相比,偏压等离子体增强法的生长速率也有所变慢,并且随着偏压射频电流的增大,其生长速率越来越慢;而传统热丝法的生长速率与沉积金刚石时所选用碳源的分子结构有很大的关系。 展开更多

关键词 金刚石多晶球 射频放电 等离子体增强 热丝化学气相沉积

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Ti6Al4V表面增强CrN和TiN薄膜 被引量：3

14

作者 司彪 时晓光 +3 位作者 孙琳凡 杜峰 张开策 周艳文 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期444-454,共11页

目的研究表面增强氮化铬(CrN)和氮化钛(TiN)薄膜与Ti6Al4V(TC4)基体的适应性。方法采用热丝增强等离子体磁控溅射技术,通过改变热丝放电电流,在TC4合金表面制备CrN、TiN薄膜。采用扫描电子显微镜、X–射线衍射仪、纳米压痕仪、洛氏硬度... 目的研究表面增强氮化铬(CrN)和氮化钛(TiN)薄膜与Ti6Al4V(TC4)基体的适应性。方法采用热丝增强等离子体磁控溅射技术,通过改变热丝放电电流,在TC4合金表面制备CrN、TiN薄膜。采用扫描电子显微镜、X–射线衍射仪、纳米压痕仪、洛氏硬度计和摩擦磨损测试仪分别表征薄膜的组织形貌、成分、相结构、内应力、纳米硬度、弹性模量及耐磨性。结果随着热丝放电电流从0 A增加至32 A,等离子体密度增大,薄膜表面形貌由较疏松的四棱锥形转变成致密球形,截面柱状晶排列更加致密;薄膜择优取向从低应变能的(111)取向转变为低表面能的(200)取向;无热丝放电时TiN薄膜内应力高于CrN薄膜,随着热丝放电电流的增大,TiN薄膜内应力逐渐低于CrN薄膜;并且随着热丝放电电流的增大,薄膜的弹性模量与硬度均增大,但相同试验条件下CrN薄膜的弹性模量与硬度均低于TiN薄膜;压痕检测结果表明,薄膜与基体结合完好;低载荷摩擦磨损检测结果表明,硬度及弹性模量较高的TiN薄膜磨损量最低。结论在相同等离子体密度能量轰击下,硬度和弹性模量较高的TiN薄膜内应力增幅较小;低载荷磨损时,弹性模量及硬度较高、内应力较低的TiN薄膜更适用于Ti6Al4V基体的增强改性。 展开更多

关键词 TC4钛合金 等离子体增强磁控溅射 等离子体密度 氮化物薄膜 低载荷摩擦

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CVD金刚石膜研究进展

15

作者 权乐 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期841-852,共12页

金刚石由于其优异的声、光、电、热和力学性能,是重要的功能材料之一。金刚石的制备方法主要有高温高压方法和低压化学气相沉积方法。化学气相沉积法因制备得到的样品质量高、面积大,设备简单、可规模化等特性,是合成金刚石膜的重要方... 金刚石由于其优异的声、光、电、热和力学性能,是重要的功能材料之一。金刚石的制备方法主要有高温高压方法和低压化学气相沉积方法。化学气相沉积法因制备得到的样品质量高、面积大,设备简单、可规模化等特性,是合成金刚石膜的重要方法。为了实现低合成压力条件下的金刚石膜的均匀、快速、大尺寸、高质量生长,目前研究人员在金刚石低压生长的控制方面做出了深入的研究。文章综述了近年来化学气相沉积法(包括热丝CVD法、离子体增强CVD法、燃烧火焰CVD法)生长金刚石膜的研究进展,包括金刚石膜的生长机理、关键设备、关键工艺参数等。此外,还详细讨论了生长过程中的关键工艺参数与金刚石膜生长速率和质量的关系,这些对化学气相沉积制备金刚石膜的研究、生产至关重要。 展开更多

关键词 金刚石膜 化学气相沉积 等离子体增强化学气相沉积 热丝化学气相沉积 燃烧火焰化学 气相沉积

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低模量Ti6Al4V表面Ti(Al/Pt)N薄膜强化改性 被引量：1

16

作者 孙琳凡 时晓光 +3 位作者 周艳文 杜峰 司彪 郭诚 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期79-85,共7页

为解决硬质薄膜因与软基体硬度和模量差较大导致的薄膜失效问题,提高硬质薄膜在Ti6Al4V(TC4)钛合金基体上的适应性,使用掺杂氮化钛(TiN)陶瓷薄膜对低模量Ti6Al4V合金表面强化。采用热丝增强等离子体磁控溅射技术在Ti6Al4V合金表面制备Ti... 为解决硬质薄膜因与软基体硬度和模量差较大导致的薄膜失效问题,提高硬质薄膜在Ti6Al4V(TC4)钛合金基体上的适应性,使用掺杂氮化钛(TiN)陶瓷薄膜对低模量Ti6Al4V合金表面强化。采用热丝增强等离子体磁控溅射技术在Ti6Al4V合金表面制备Ti(Al/Pt)N薄膜:包括本征TiN、Al&Pt掺杂TiAlN和TiAl(Pt)N薄膜。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、纳米压痕仪、洛氏硬度计和摩擦磨损测试仪分别表征三种薄膜组织形貌、能谱分析、相结构和内应力、纳米硬度和模量及耐磨性。结果表明:Al元素掺杂使TiN薄膜柱状晶细化,截面形貌柱状晶更致密;同时微量Pt掺杂后,截面断口呈韧性撕裂。本征TiN和TiAlN薄膜衍射峰图谱呈现TiN(111)取向,TiAl(Pt)N薄膜的衍射峰呈TiN(200)主峰位。Al元素掺杂使TiN薄膜晶格畸变增多,内应力从-13 MPa增大到-115 MPa,导致膜-基结合力恶化,洛氏压痕和摩擦磨损实验中均出现薄膜剥落。Pt掺杂后薄膜内应力降低到-66 MPa,在洛氏压痕试验中TiAl(Pt)N薄膜与基体结合良好,仅有少许环形裂纹。摩擦磨损试验中本征TiN和TiAl(Pt)N薄膜磨痕较浅,TiAlN薄膜磨损量最大。Al元素掺杂细化了TiN薄膜柱状晶,但TiAlN薄膜内应力大,耐磨性差、膜-基结合力低。掺杂Pt元素后降低了薄膜内应力,提高了韧性与结合力,综合性能最佳。在Ti6Al4V合金表面制备Al&Pt元素共掺杂TiN薄膜,对提高硬质薄膜与软基体变形协调性具有良好应用前景。 展开更多

关键词 热丝增强等离子体磁控溅射 TIN薄膜 掺杂 结合力 耐磨性

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RF-HFCVD生长高质量纳米金刚石薄膜 被引量：2

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作者 邱东江 吴惠桢 +1 位作者 陈奶波 石成儒 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期167-170,共4页

采用射频等离子体增强的热丝化学气相沉积 (RF HFCVD)技术在石英玻璃衬底上制备了高质量的纳米金刚石薄膜 .研究了衬底温度、反应气压及射频功率对金刚石膜的结晶习性和光学性质的影响 ,其最佳值分别为70 0℃、2× 133Pa和 2 0 0W ... 采用射频等离子体增强的热丝化学气相沉积 (RF HFCVD)技术在石英玻璃衬底上制备了高质量的纳米金刚石薄膜 .研究了衬底温度、反应气压及射频功率对金刚石膜的结晶习性和光学性质的影响 ,其最佳值分别为70 0℃、2× 133Pa和 2 0 0W .在该条件下金刚石成核密度达 10 11cm-2 ,经 1h生长即获得连续薄膜 ,其平均晶粒尺寸为 2 5nm ,表面粗糙度仅为 5 5 ,在近红外区域 (80 0nm处 )的光透过率达 90 % . 展开更多

关键词 RF-HFCVD 生长 纳米金刚石薄膜 射频等离子体增强热丝化学气相沉积 光透过率

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基片负偏压对PEMSIP法高速钢基体TiN涂层结合力的影响 被引量：2

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作者 王玉魁 韩会民 +2 位作者 高路斯 王传思 刘云月 《机械工程材料》 CAS CSCD 1995年第2期22-25,共4页

利用等离子体增强磁控溅射离子镀技术，在高速钢基体上沉积ＴｉＮ之前先镀一层很薄的钛膜做界面膜，继之再沉积ＴｉＮ。利用能谱分析研究界面附近的元素成布，通过刻痕试验测定膜与基体之间的结合力。结果表明，沉积钦界面膜时基片负偏... 利用等离子体增强磁控溅射离子镀技术，在高速钢基体上沉积ＴｉＮ之前先镀一层很薄的钛膜做界面膜，继之再沉积ＴｉＮ。利用能谱分析研究界面附近的元素成布，通过刻痕试验测定膜与基体之间的结合力。结果表明，沉积钦界面膜时基片负偏压愈大，基体与界面膜之间的过渡区就愈明显，膜与基体结合性能愈好。 展开更多

关键词 等离子体增强 磁控溅射 离子镀 膜基结合力 钛膜

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氮化硼光电薄膜材料的制备及其性能研究 被引量：5

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作者 祁英昆 张溪文 +6 位作者 郝天亮 董博 沈鸽 杜丕一 翁文剑 赵高凌 韩高荣 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2002年第4期510-512,540,共3页

本文通过热丝辅助等离子体增强化学气相沉积法 (HF PECVD)在单晶硅片和石英片衬底上分别成功生长了氮化硼薄膜材料。用X射线衍射 (XRD和傅立叶变换红外光谱 (FTIR)分析了薄膜样品的结构和组成 ,用扫描电镜 (SEM)观察了薄膜样品的表面形... 本文通过热丝辅助等离子体增强化学气相沉积法 (HF PECVD)在单晶硅片和石英片衬底上分别成功生长了氮化硼薄膜材料。用X射线衍射 (XRD和傅立叶变换红外光谱 (FTIR)分析了薄膜样品的结构和组成 ,用扫描电镜 (SEM)观察了薄膜样品的表面形态 ,用紫外—可见光分光光度计 (UV)研究了薄膜样品的紫外吸收特征 ,并确认薄膜样品的光学能隙。此外 。 展开更多

关键词 光电薄膜材料 制备 性能 氮化硼 热丝辅助等离子体增强化学气相沉积 紫外吸收 衬底预处理 半导体材料

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HWCVD与RF-PECVD复合技术制备微晶硅薄膜的性能

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作者 孙晓飞 张贵锋 +1 位作者 侯晓多 冯煜东 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期84-88,共5页

采用热丝化学气相沉积(HWCVD)和射频等离子体化学气相沉积(RF-PECVD)相结合的技术,在普通载玻片和聚酰亚胺衬底上沉积制备微晶硅薄膜。系统考查了热丝到衬底的距离对沉积薄膜结构和性能的影响规律,用拉曼光谱仪、X-射线衍射仪(XRD)、紫... 采用热丝化学气相沉积(HWCVD)和射频等离子体化学气相沉积(RF-PECVD)相结合的技术,在普通载玻片和聚酰亚胺衬底上沉积制备微晶硅薄膜。系统考查了热丝到衬底的距离对沉积薄膜结构和性能的影响规律,用拉曼光谱仪、X-射线衍射仪(XRD)、紫外可见光纤光谱仪对薄膜的晶化率、微观结构和光学性能进行研究。结果表明:薄膜沉积速率最高可达到0.73nm/s,晶化率和禁带宽度分别可以在0%～78%和0.86～1.28eV变化,射频等离子体的引入有助于多晶硅薄膜的(220)择优生长,HWCVD的引入有助于薄膜晶化。 展开更多

关键词 微晶硅薄膜 射频等离子体增强化学气相沉积 热丝气相沉积

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