李春伟
,
巩春志
,
吴忠振
,
刘天伟
,
秦建伟
,
田修波
,
杨士勤
功能材料
利用高功率脉冲磁控放电等离子体注入与沉积技术制备了氧化钒薄膜,分别采用X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜和电化学分析仪研究了不同高压幅值对氧化钒薄膜的相结构、表面形貌、截面形貌以及耐腐蚀性能的影响。结果表明制备的氧化钒薄膜以VO2（-211）相为主,还含有少量的VO2（111）、VO（220）、VO（222）相。不同高压下氧化钒薄膜表面致密、平整,其表面粗糙度仅为几个纳米,显示出良好的表面质量。氧化钒薄膜表现出典型致密的柱状晶生长形貌,且随着高压增加,氧化钒薄膜膜层厚度有所下降。氧化钒薄膜耐腐蚀性能较纯铝基体有较大提高,腐蚀电位提高0.093V,腐蚀电流下降1～2个数量级;当高压为-15kV时,氧化钒薄膜腐蚀电位最高,腐蚀电流最低,表现出最佳的耐蚀性能。
关键词:
高功率脉冲磁控放电
,
等离子体离子注入与沉积
,
氧化钒薄膜
,
高压
,
耐腐蚀性
吴忠振
,
田修波
,
巩春志
,
杨士勤
稀有金属材料与工程
针对高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)的缺点,结合沉积技术(PBII&D)技术,提出了一种新的处理方法——高功率脉冲磁控放电等离子体离子注入与沉积技术(HPPMS-PIID).本实验采用该技术在不锈钢基体上制备了CrN薄膜,分别采用3种偏压模式:无偏压、-100 V直流偏压和-15 kV脉冲偏压,对比研究了CrN薄膜形貌、结构、成分及性能发生的变化.结果表明:该方法制备的薄膜表面平整、晶粒排列致密,呈不连续的柱状晶生长.相结构单一,主要是CrN (200)相.由于负高压脉冲将大部分进入鞘层的离子都吸引到工件沉积,薄膜沉积速率得到较大提高.另外强烈的高能离子的注入与轰击,使得薄膜的结合力高达57.7N.
关键词:
高功率脉冲磁控溅射
,
等离子体离子注入与沉积
,
偏压
,
氮化铬
,
结构和成分
吴忠振
,
田修波
,
段伟赞
,
巩春志
,
杨士勤
材料研究学报
采用高功率复合脉冲磁控溅射的方法(HPPMS)在不锈钢基体上制备ZrN纳米薄膜,并研究了不同的工作气压对薄膜形貌,相结构及各种性能的影响.采用SEM、XRD对其表面形貌和结构进行分析,发现制备的薄膜表面光滑、致密,无大颗粒,主要以ZrN(111)和ZrN(220)晶面择优生长,并呈现出多晶面竞相生长的现象.对薄膜硬度、弹性模量、耐磨性和耐腐蚀性的测试发现薄膜具有很高的硬度,最高可达33.1 GPa,同时摩擦系数均小于0.2,耐腐蚀性也都有很大提高,腐蚀电位比基体提高了0.28 V,腐蚀电流下降到未处理工件的1/5.工作气压较低时,薄膜耐磨耐蚀性能都较好,但在较高气压时,耐磨耐蚀性能出现一定的下降.
关键词:
材料表面与界面
,
高功率脉冲磁控溅射
,
氮化镐
,
微观结构
,
表面性能
吴忠振
,
田修波
,
程思达
,
巩春志
,
杨士勤
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00512
采用高功率脉冲磁控放电等离子体注入与沉积(HPPMS-PIID)和常规直流磁控溅射复合的方法设计制备了包含高结晶度的CrN纳米粒子的DLC薄膜,并对不同C靶电流时制备的CrN-DLC薄膜的形貌、结构及性能进行了研究.结果表明,随C靶电流的增加,薄膜中的含C量增加,在较高的C含量时形成了明显的DLC薄膜特征,掺杂相主要成分为高度200择优取向的CrN纳米晶,其最小晶粒尺寸为42.39 mn.薄膜中的C主要以C-sp2,C-sp3和CN-sp3键的形式存在,sp3键的总含量为sp2总含量的44.8％.所制备的薄膜具有很好的膜基结合力(临界载荷Lc=66.8 N)和较高的纳米硬度(最高达24.3 GPa).
关键词:
高功率脉冲磁控放电
,
类金刚石薄膜
,
CrN
,
结晶度
,
力学性能
吴忠振
,
田修波
,
潘锋
,
付劲裕
,
朱剑豪
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00160
选择具有不同溅射产额的靶材料(Cu,Cr,Mo,Ti,v和C),研究了其高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)放电靶电流波形随靶电压的演化行为.发现所有材料都满足5个阶段顺序放电特征,但是不同溅射产额的材料的相同放电阶段所需要的靶电压呈现先增加后下降的趋势,根据放电难易的不同分别表现出一定阶段的缺失.对其靶电流平均值、峰值和平台值的统计显示,溅射产额高的靶材料自溅射容易,平台稳定,对靶电流的贡献主要为平台值(金属放电),比较适用于HPPMS方法沉积薄膜;而溅射产额低的靶材料气体放电明显,靶电流主要由峰值(气体放电)贡献,不利于薄膜沉积.
关键词:
高功率脉冲磁控溅射
,
溅射产额
,
靶电流
,
靶电压
