超硬薄膜β-C_3N_4的制备和表征

本文采用微波等离子体化学气相沉积 (MPCVD)法 ,用高纯氮气 (99.999% )和甲烷 (99.9% )作反应气体 ,在单晶硅和多晶铂基片上沉积 β -C3N4薄膜。X射线能谱 (EDX)分析了这种晶态C -N膜的化学成分 ,对不同样品的分析结果表明 ,N/C原子比在 1.1～ 2 .0范围内。X射线衍射结构分析结果与计算的α -和 β -C3N4单相X射线的峰位和强度相比较 ,说明它是α -和 β -C3N4的混合物。FT -IR和Raman谱支持C -N共价键的存在。薄膜的体弹性模量达到 349GPa。

用微波等离子体CVD制备C_3N_4薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD），使用高纯N2（99．999％）和CH4（99．9％）作反应气体，在多晶Pt（9．99％）基片上沉积C3N4薄膜X射线能潜（EDX）分析结果表明N／C原子比为1．0～1．4；接近C3N4的化学比；X射线衍射谱（XRD）说明薄膜生要由β-和α-C3N4组成；X射线光电子谱（XPS）、傅立叶变换红外谱（FT－IR）和喇曼（Raman）谱说明在C3N4薄膜中存在C－N键.

微波等离子体化学气相沉积β-C_3N_4超硬膜的研究

采用微波等离子体化学气相沉积法（ＭＰＣＶＤ），用高纯氮气（９９．９９９％ ）和甲烷（９９．９％ ）作反应气体，在多晶铂（Ｐｔ）基片上沉积Ｃ３Ｎ４ 薄膜。利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察薄膜形貌表明，薄膜由针状晶体组成。Ｘ射线能谱（ＥＤＸ）分析了这种晶态Ｃ－Ｎ膜的化学成分。对不同样品不同区域的分析结果表明，Ｎ／Ｃ比接近于４／３。Ｘ射线衍射结构分析说明该膜主要由β－Ｃ３Ｎ４ 和α－Ｃ３Ｎ４ 组成。利用Ｎａｎｏ ｉｎｄｅｎｔｅｒ Ⅱ测得Ｃ３Ｎ４ 膜的体弹性模量Ｂ达到３４９ ＧＰａ，接近ｃ－ＢＮ（３６７ ＧＰａ）的体弹性模量，证明Ｃ３Ｎ４ 化合物是超硬材料家族中的一员。

CN_x薄膜的制备及电子结构

采用反应溅射方法制备了氮化碳薄膜，研究了反应气体压力、溅射功率对薄膜形成的影响，并用Ｘ射线电子能谱（ＸＰＳ） 和富里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）对样品的电子结构进行了分析．结果表明：反应气体Ｎ２ 的压力太高或太低、溅射功率太大或太小，均不利于氮化碳膜的形成；在Ｎ２ 压力为８ Ｐａ、溅射功率为２００ Ｗ 时，薄膜的氮原子数分数得到最大值４１％ ；ＸＰＳ和ＦＴＩＲ分析结果揭示了膜中没有自由的Ｎ原子，所有的Ｎ原子均与Ｃ原子作用形成化学键，而且Ｃ Ｎ 单键、Ｃ Ｎ 双键、Ｃ Ｎ 三键共存．膜中Ｃ Ｈ 和Ｎ Ｈ 振动模式的存在，说明沉积在Ｓｉ 衬底上的氮化碳薄膜有较强的从空气中吸收氢的能力．

微波等离子体化学气相沉积法制备C_3N_4薄膜的研究

本文采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),高纯N2(99.999%)和CH4(99.9%)作反应气体,在多晶Pt(99.99%)基片上沉积C3N4薄膜。X-射线能谱(EDX)分析结果表明N/C原子比为1.0～1.4,接近C3N4的化学比;X射线衍射谱说明薄膜主要由β和α-C3N4组成;FT-IR谱和Raman谱支持C-N键的存在。

新型超硬材料β-C_3N_4

一种人类第一次从理论上预言的新型超硬材料β-C3N4，已通过实验获得其非晶态薄膜和微品或多品颗位的CNX化合物，且与理论相符，本文总结了各种制各方法及结构和性能的最新研究进展。

超硬薄膜涂层材料研究进展及应用

采用 CYD 和 PYD 法制备 TiN,TiC,TiCN,TiAlN 等硬质薄膜涂层材料已经在工具、模具、装饰等行业得到日益广泛的应用,但仍然不能满足许多难加工材料,如高硅铝合金,各种有色金属及其合金,工程塑料,非金属材料,陶瓷,复合材料(特别是金属基和陶瓷基复合材料)等加工的要求。正是这种客观需求导致了诸如金刚石膜、立方氮化硼(C-BN)和碳氮膜(CN_x)以及纳米复合膜等新型超硬薄膜材料的研究进展。笔者对这些超硬材料薄膜的研究现状及工业化应用前景进行了简要的介绍和评述。

衬底温度对形成CN_x薄膜的影响

在不同的衬底温度下用射频溅射方法制备了氮化碳薄膜。系统地研究了氮化碳薄膜的电子结构和光学性质随温度的变化规律。用富里叶变换红外光谱（FTIR）和X光电子能谱（XPS）对其化学结构及成分进行了分析。用透射紫外－可见－近红外（UV）光谱对其光学性质进行了评价。结果表明：薄膜中最大氮原子浓度为0．4。芯能级C1s和N1s的结合能产生了4.41～0.3eV的能移。能移的大小与衬底温度密切相关，并且薄膜中的N原子浓度和芯能级结合能随衬底温度增加而减少，表明增加衬底温度不利于氯化碳薄膜的形成。UV谱表明氯化碳膜在近红外区有一个好的透明性。但在2720nm附近存在有一明税的吸收峰。当衬底温度高于400℃时，该吸收峰消失。

电弧增强磁控溅射制备的纳米复合Si-C-N超硬薄膜的结构与性能

耐磨、韧性好的超硬薄膜工程应用价值大。采用电弧增强磁控溅射(AEMS)技术在GCr15轴承钢表面制备了纳米复合Si-C-N超硬薄膜,研究了薄膜的形貌、相组成、硬度、韧性和摩擦磨损性能。结果表明:薄膜中纳米SiC与Si3N4晶体弥散分布于C-C,C=C以及N-C组成的非晶相基体中,形成了纳米晶/非晶复合组织结构,显著提高了薄膜的硬度和韧性,增强了薄膜的抗摩擦磨损性能;薄膜的硬度为(36.5±3.9)GPa,断裂韧性为(4.15±0.28)MPa.m1/2,稳定摩擦系数为0.27左右。

高透钻面玻璃在线连续镀膜技术研究

使用立式连续直线镀膜生产线,采用真空磁控溅射技术在玻璃表面设计并镀制了Nb2O5/Si O2/Nb2O5/Si O2/CNx多层纳米硬质增透薄膜,并研究其透过率、硬度及理化性能。结果表明:通过引入线性阳极层离子源,控制并形成新的磁控溅射镀膜工艺,钻面玻璃产品的表面硬度达994.8 HV,是普通玻璃的2倍以上;在可见光透过率≥94%,具有一定的增透效果;经过酸/碱/溶剂/热处理后的透过率衰减ΔT<0.1%,理化性能优良。