氮气流量对ZrN/Zr薄膜色度特性的影响

采用中频孪生靶磁控溅射技术,在不锈钢和铝基体上沉积出ZrN/Zr薄膜,表征了薄膜的厚度、色度及表面形貌,研究了氮气流量对ZrN/Zr薄膜的沉积速率和色度的影响。结果表明:随着氮气流量的增加,薄膜的沉积速率先降低,后升高,氮气流量在2.5×10-10～3.5×10-10m3/s范围内时对薄膜的沉积速率影响很小;随着氮气流量的变化,薄膜的颜色呈现规律性的变化,在氮气流量2.5×10-10～3.5×10-10m3/s范围内,可以制备出色彩亮丽的仿金薄膜ZrN,且膜层致密。

工艺参数对阴极电弧离子镀ZrN薄膜表面形貌及结构的影响

本文采用阴极电弧离子镀技术制备了ZrN膜层,研究了工作气压、偏压、弧流等工艺参数对ZrN膜层表面形貌和结构的影响,分别用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了膜层的表面形貌及相结构。结果表明:工作气压、偏压、弧电流等工艺参数对ZrN膜层的表面形貌有较大的影响,在本实验内适当提高N2压强、偏压以及在稳弧前提下降低弧流有利于减少大颗粒,改善ZrN膜层表面形貌,提高膜层综合性能;不同工艺参数下制备的ZrN膜层均具有典型的面心立方结构,工作气压和弧电流对ZrN膜层晶体生长方向的影响较小,偏压对晶体生长方向的影响显著,在20 V偏压下,晶体呈(200)面择优取向,继续提高偏压(100 V^300 V),晶体生长呈(111)面择优取向。

基片偏压对电弧离子镀ZrN薄膜微结构和表面形貌的影响(英文)

在不同的基片偏压下利用电弧离子镀技术制备氮化锆薄膜,以考察基片偏压对氮化锆薄膜微结构和表面形貌的影响。利用XRD、EPMA和FE-SEM等技术对不同偏压时得到ZrN薄膜的相结构、成分和表面形貌进行表征。结果表明,薄膜中存在立方氮化锆和六方纯锆相;随着基片偏压的增大,薄膜的择优取向由(111)变为(200),最后变为(111),晶粒尺寸由30nm减小至15nm。同时发现,随着基片偏压的增大,薄膜微结构由明显的柱状特征变为致密的等轴晶特征,表明由偏压增强的离子轰击能有效抑制柱状晶生长;薄膜沉积速率和锆氮摩尔比随着基片偏压的增大先增大后减小,在-50V时达到最大。

高功率脉冲磁控溅射氩氮比对ZrN薄膜结构及性能的影响

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薄膜,对比DCMS方法制备的ZrN薄膜,得出HPPMS制备的薄膜表面更平整光滑、致密,既无空洞、又无大颗粒等缺陷。Ar/N对薄膜相结构及硬度、耐磨耐蚀等有较大影响。XRD结果显示,薄膜主要以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。制备的ZrN薄膜的硬度最高可达33.1 GPa,同时摩擦系数小于0.2,耐腐蚀性也有很大提高,腐蚀电位比基体提高了0.27 V,腐蚀电流下降到未处理工件的1/5。存在一个合适的Ar/N比,使得制备的ZrN薄膜具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。

基于人工神经网络的氮化锆薄膜颜色预测模型

建立了氮化锆薄膜制备工艺参数与薄膜色度参数之间的人工神经网络预测模型,结果表明,预测结果与实测结果吻合,最大色差在5.45以内。利用所建立的模型研究了单个参数对薄膜颜色的影响规律,及多参数间交互作用与薄膜颜色的关系。并且利用神经网络根据加工要求反向预测工艺参数,从而实现了对加工参数的优化选择。

氮化锆薄膜腐蚀和摩擦性能的研究

采用磁控溅射沉积在金属或玻璃基体表面上的氮化锆薄膜,具有良好的抗腐蚀和耐摩擦性能,摩擦系数小,显微硬度高达2195kg/mm^2,是一种性能优良的功能薄膜材料。