WC-Co 硬质合金表面 MW-PCVD 制备金刚石薄膜去钴预处理的研究

研究了ＷＣ－Ｃｏ硬质合金刀具表面微波等离子体化学气相沉积（ＭＷ－ＰＣＶＤ）制备金刚石薄膜时不同的去钴预处理方式的影响。扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，利用氢－氧等离子体处理方式有显著的去钴效果，相应沉积获得的金刚石薄膜质量相对较高。与酸腐蚀处理相比，微波等离子体化学气相沉积装置中实现氢－氧等离子体处理方式具有独特的优越性。

纳米碳管对MWPCVD过程增强金刚石形核的影响

利用石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积 ( MWPCVD)实验装置 ,研究了硅基体表面沉积金刚石薄膜时纳米碳管对金刚石形核过程的影响。扫描电子显微镜 ( SEM)形貌分析结果显示 ,纳米碳管处理能够促进金刚石形核。对非研磨基体而言 ,这是一种有效的增强金刚石形核的表面预处理方式。

基片位置对MWPCVD制备金刚石薄膜的影响

在石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积实验装置中研究了基片位置对金刚石薄膜沉积质量的影响。扫描电子显微镜显微形貌观察和激光喇曼谱分析表明 ,对微波等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜而言 ,基片位置处于近等离子体球下游区域将有利于改善金刚石薄膜沉积质量。

CVD和PVD超硬涂层的研究进展

综述了金刚石、类金刚石碳、立方氮化硼以及碳－ 氮超硬涂层的一些新的研究进展，并着重对４ 种超硬涂层的制备研究作介绍。

基片预处理对MWPCVD金刚石薄膜的影响

利用自行研制的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜装置，研究了硅基片的不同预处理方式对沉积结果的影响。通过扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，基片预处理能提高形核密度；用于预处理的金刚石研磨膏的粒度不同，影响金刚石薄膜沉积时的形核密度、晶形和薄膜的质量；表面划痕对沉积金刚石薄膜的影响具有双重性。

ICPECVD类金刚石膜沉积过程的发射光谱诊断研究

利用发射光谱(Optical emission spectroscopy,OES)对感应耦合等离子体增强化学气相沉积(Inductively coupled plasma enhance chemical vapor deposition,ICPECVD)类金刚石(Diamond like carbon,DLC)膜过程中的各种基团进行分析,并对不同条件下薄膜沉积速率以及薄膜显微硬度进行测试。分析结果发现,感应耦合等离子体源激发甲烷等离子体中存在比较突出的碳氢离子成分,从而促进形成高硬度的DLC膜。而且射频功率、沉积气压等沉积参数的变化对DLC薄膜沉积过程的中性基团、离子基团以及原子氢等成分都有着明显影响,从而最终影响薄膜沉积过程及薄膜性质。

阴极测试电子枪结构的设计、试验及改进

阴极测试方法对阴极发射性能评价有着较大影响。本文介绍了一种热阴极性能的电子枪结构测试方法。我们自主设计研制了阴极测试电子枪结构,并采用该测试系统对几种覆膜浸渍钡钨阴极(M型阴极)的电子发射性能进行了初步测试。试验结果表明采用这种阴极性能评价系统是十分有利的。同时根据初步试验的问题,以及对测试结果的分析,对该电子枪结构作进一步的设计改进。

WC-Co硬质合金表面不同去钴预处理方法的比较研究

用微波等离子体化学气相沉积 (MWPCVD)制备金刚石薄膜涂层之前 ,采用盐酸、硝酸化学腐蚀和氢 氧等离子体对WC Co硬质合金 (YG6 )基体表面进行去钴预处理。扫描电子显微镜形貌观察和X射线衍射谱分析都表明 ,与化学腐蚀方法相比 ,氢 氧等离子体处理具有独特的表面去钴效果 ,沉积金刚石薄膜的喇曼谱分析更证实其对涂层质量的改善 ,且对MW PCVD过程而言有其技术上的一些优越性。

沉积气压对 MW-PCVD 制备金刚石薄膜的影响

利用石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积（ＭＷ－ＰＣＶＤ）实验装置研究了不同沉积气压对金刚石薄膜沉积结果的影响。扫描电子显微镜（ＳＥＭ）显微形貌观察及喇曼光谱（ＲＡＭＡＮ）分析表明沉积气压的提高有利于改善ＭＷ－ＰＣＶＤ制备金刚石薄膜的质量。

感应耦合等离子体源制备硬质类金刚石膜的研究

采用感应耦合等离子体源(ICPS)成功地实现化学气相沉积硬质类金刚石(DLC)膜,并考察了基片负偏压对类金刚石膜沉积过程和薄膜性质的影响。薄膜的微观形貌、显微硬度、沉积速率以及结构成分分析表明感应耦合等离子体源适于制备硬质类金刚石膜,并且在相对较低的基片负偏压条件就可以获得高硬度的类金刚石膜。基片负偏压对类金刚石膜化学气相沉积过程和薄膜性质都有显著影响。

石英钟罩式MPCVD制备金刚石薄膜

利用自行研制的新型石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）装置进行制备金刚石薄膜的实验研究。用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对形貌观察和喇曼谱测试表明，由此装置可以获得面积较大、晶体良好、杂质少。

栅极毛坯制备复合模的设计研究

针对栅控脉冲行波管栅极毛坯的成形特点,经工艺分析及计算,采用落料、拉伸复合模具,完成浅球形栅极毛坯的拉伸工序过程。研究了模具结构、工作过程等对栅极毛坯成形的影响。

行波管阴极热子组件结构的热分析

本文分析了不同结构的阴极热子组件与其加热效率的关系。组件的加热效率受阴极支持筒侧面辐射的影响较大,支持筒直径与阴极基底直径相近时,组件加热效率高。并利用ANSYS软件对阴极热子组件进行了热模拟,计算了不同结构组件的温度分布。制备的阴极热子组件的温度试验,结果与计算机仿真在趋势上是一致的,从而为阴极热子组件的设计和优化提供了有力的理论依据和指导。

非晶碳氢薄膜结构及光学间隙

利用完全抑制网络结构 (FCN)对氢化非晶碳 (α -C :H)膜组成进行模拟计算 ,得出形成质密α -C :H膜条件是H、SP2 C和SP3 C在其三元相图中应在一个三角形区域内 .大量实验数据表明 ,模拟结果与实验结果相当吻合 .在α -C :H中主要存在氢、四面体碳、乙烯、苯环和双苯等结构 ,它们相对含量在三角形区域内变化 .该理论模拟对薄膜光学间隙的实验分析给予了很好的解释 .

组件与非组件式热阴极的热特性分析

利用ANSYS软件研究了组件式热阴极与非组件式热阴极在阴极温度分布和启动时间等特性上的异同,并与实验结果进行对比。结果表明:组件与非组件式结构的阴极表面温度分布都十分均匀,组件式阴极钼筒外表面的温差与热子输入功率成正比;组件式阴极的钼筒外温度、阴极温度高于非组件式的,而热子温度明显低于非组件式的,但非组件式阴极启动更快;非组件式阴极通过增加阴极下表面发射率可以显著升高阴极温度,增加热子发射率可以显著降低热子温度,从而热性能也能达到与组件式阴极相近水准。

星载行波管高效率、高可靠阴极热子组件研究

阴极热子组件是星载行波管的核心部件,其性能的好坏直接影响到整管的性能和寿命。由于星载行波管工作环境特殊,要求在保证阴极正常工作的前提下,尽可能地降低阴极热子组件的加热功率以提高阴极热子组件可靠性、延长阴极热子组件寿命,同时阴极热子组件必须具有良好的抗振性能。本文利用ANSYS有限元软件对某星载脉冲行波管栅控电子枪阴极热子组件进行了热学和结构动力学性能分析和研究,通过优化阴极热子组件支撑结构和尺寸,降低了它的加热功率,并进行了热学实验验证;同时为了保证其力学可靠性,分析了阴极热子组件在随机振动条件下的力学性能。研究结果表明,新阴极热子组件结构加热功率由10.50 W降低至8.21 W,轴向尺寸缩短了45.4%,满足某星载行波管小型化的需求,结构同时符合抗机械振动性能的要求。

非理想接触条件下阴极热子组件热模拟

本文使用ANSYS软件的热分析模块研究阴极热子组件温度分布,发现氧化铝粉与阴极、支撑筒之间的接触热阻是引起热子温度大幅提升的主要因素,模型计算结果与实验测量结果比较吻合。优化接触面传热性能是改进阴极热子组件工作性能的一条重要途径。

高效率、高可靠阴极热子组件结构开槽方案研究

阴极热子组件作为星载行波管的电子注源,要求它具备优良的热、力特性,以满足星载行波管高效率、高可靠、长寿命的需求。本文利用ANSYS有限元软件对星载行波管阴极热子组件结构进行了热模拟,并完成了热测实验,实验结果表明,阴极温度计算精度在5%以内,结构整体的温度计算误差在72℃以内,验证了热模型的可靠性。进一步的,理论研究并数值模拟了阴极支持筒开槽方案及关键开槽参量对结构热效率和力学可靠性的影响,提出了开槽方案的设计方法。最后,对现结构开槽方案进行了优化设计,模拟结果表明,优化后的阴极热子组件结构热效率提高了15.2%,同时结构满足力学试验的要求。

星载行波管高效率阴极热子组件优化设计

为减小X波段星载脉冲行波管的热子功率,对阴极热子组件结构进行了优化设计,利用ANSYS有限元软件对该阴极热子组件结构进行了热分析,得到结构的稳态温度场分布、阴极温度瞬态解以及加热功率与阴极温度的关系,并与实测结果进行对比,对比结果表明,阴极温度模拟与实验结果误差在1.3%以内,说明了所用模型和方法的可行性。在此基础上通过研究阴极支持筒不同开槽宽度、壁厚及材料下热子加热功率-阴极温度关系,对阴极支持筒进行了优化。模拟结果显示,优化后的阴极热子组件结构加热功率由8.2W降到6.7 W。

等离子体技术在碳氮膜制备中的应用

β-C3N4是Cohen等人从理论上预言的一种可能比金刚石更硬的物质,含有β-C3N4的碳氮膜具有优异的电学、光学和机械特性,在很多领域有应用前景。人们已经应用多种方法进行碳氮膜的制备。本文将对等离子体技术在碳氮膜制备中的应用进行综述,并在成膜速率、成膜质量等方面,对以往工作成果进行论述;最后将讨论沉积过程中几个参量对碳氮膜沉积速率、膜结构等的影响。