循环氩离子轰击对磁控溅射铝膜结构和性能的影响

为了提高烧结钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能,采用磁控溅射技术在钕铁硼表面制备了厚度约为14.0μm的铝膜,使用循环氩离子轰击铝膜的方法制备了3个周期的多层铝膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察铝膜的表面和截面形貌,X射线衍射仪(XRD)表征膜层的晶体结构,采用中性盐雾试验测试膜层的耐盐雾腐蚀性能,研究循环氩离子轰击对铝膜层形貌、结构及耐中性盐雾腐蚀性能的影响。结果表明:与相同厚度的单层铝膜相比,3个周期的多层铝膜晶粒均匀细小,膜层的柱状晶结构被打断,内部形成了两个明显的界面;膜层沿(111)晶面择优生长;与厚度相同的单层Al膜相比,3个周期的多层Al膜的耐蚀性显著提高,其耐中性盐雾腐蚀时间可达到312h。循环氩离子轰击铝膜的方法可以改善铝镀层的质量和耐盐雾腐蚀性能。

氩离子轰击对射频溅射法制备的a-SiC∶H膜退火形成6H-SiC的影响

本文对射频溅射法淀积的ａ－ＳｉＣ∶Ｈ膜热退火形成６Ｈ－ＳｉＣ相进行了研究．我们采用红外透射谱、喇曼背散射谱和Ｘ光衍射谱来研究退火形成６Ｈ－ＳｉＣ的过程．在较高的射频功率下淀积的ａ－ＳｉＣ∶Ｈ膜经８００℃６０分钟等时退火后转变为６Ｈ－ＳｉＣ相，该温度低于在低功率下制备的ａ－ＳｉＣ∶Ｈ形成６Ｈ－ＳｉＣ的温度（１０００℃）．高功率可导致６Ｈ－ＳｉＣ形成温度的降低与膜中硅及石墨团簇的消失，同时高能量的氩离子轰击可使膜中氢含量减少及各组分均相．通过改变射频功率，本文研究了氩离子轰击对ａ－ＳｉＣ∶Ｈ膜及形成６Ｈ－ＳｉＣ的影响．

氩离子轰击还原三氧化钨纳米线薄膜的光电子能谱研究

利用X射线光电子能谱(XPS)及氩离子刻蚀技术,原位研究了氩离子轰击对三氧化钨纳米线薄膜的还原作用,钨的价态由+6价逐渐被还原为0价,并获得了具有多价态结构的氧化钨薄膜。通过对实验结果的分析,定性描述了氩离子轰击还原三氧化钨纳米线薄膜的原理,认为择优溅射在整个还原过程中起着关键作用。

氩离子轰击对中频-直流磁控溅射铝薄膜耐蚀性能的影响

目的研究氩离子轰击这种后处理工艺对TC4钛合金表面铝膜层结构和耐蚀性能的影响,为飞机钛合金紧固件的表面腐蚀防护工作提供理论依据。方法首先采用中频-直流相结合的磁控溅射离子镀方法在Ti-6Al-4V钛合金(TC4)基体表面制备铝膜,通过电化学方法研究膜层厚度和腐蚀时间对耐蚀性能的影响规律。其次,采用氩离子轰击工艺对膜层进行后处理,探讨氩离子轰击对膜层耐蚀性能的影响,同时利用SEM、EDS、AFM表征界面形貌,并分析耐蚀机理。最后,通过显微硬度仪和微纳米划痕仪测试膜层表面硬度和界面结合性能。结果随着膜层厚度从11.1μm增加至15.9μm,自腐蚀电流密度下降了76.6%,而当厚度由15.9μm增加至20.3μm时,自腐蚀电流密度又下降了24.3%。腐蚀浸泡时间达到24 h时,腐蚀产物在疏松氧化膜内的累积和覆盖阻碍了膜层的腐蚀;在48～72 h时,随着铝膜层相对疏松的腐蚀产物逐渐脱落,腐蚀逐渐加剧;浸泡至96h时,涂层表面出现宏观腐蚀坑。氩离子轰击后,膜层表面粗糙度增加,铝膜层自腐蚀电流密度由未轰击时的1.65×10^(-8)A/cm^2大幅度降低至7.29×10^(-10)A/cm^2。结论随着铝膜层厚度的增加,膜层耐蚀性逐渐增强。膜层在浸泡初期和中期,均具有较强的耐腐蚀性能;浸泡后期,膜层逐渐发生点蚀,耐蚀性能下降。表面氩离子轰击后,膜层的耐蚀性能、显微硬度和界面结合性能显著提高。

循环氩离子轰击-等离子体增强化学气相沉积 TiN 膜组织与性能研究

分析对比了常规ＰＥＣＶＤＴｉＮ膜与循环氩离子轰击－ＰＥＣＶＤＴｉＮ膜组织与性能的差异。结果表明，循环氩离子轰击－ＰＥＣＶＤＴｉＮ膜较之常规ＰＥＣＶＤＴｉＮ膜，其组织细小致密，膜内残余氯含量显著降低，膜的硬度与耐磨性提高，但膜－基体结合强度没有显著改变。

循环氩离子轰击对等离子体增强化学气相沉积(PECVD)TiN膜耐腐蚀性能的影响

设计了循环氩离子轰击 -PECVDTiN工艺。运用扫描电子显微镜、能谱仪、恒电位仪等仪器设备 ,研究循环氩离子轰击对PECVDTiN膜耐腐蚀性能的影响及作用机理。结果表明 :循环氩离子轰击提高了膜层在硝酸和硫酸中的耐腐蚀性能。这主要是由于循环氩离子轰击强化了沉积中的反应 ,细化了TiN晶粒 ,降低了膜层中的残余氯含量。循环氩离子轰击还可能具有减少膜内缺陷、提高TiN膜致密性的作用 ,从而亦有助于提高膜的耐蚀性。

氩离子轰击对四面体非晶碳膜内应力和摩擦系数影响的研究

利用磁过滤真空阴极电弧技术制备了sp^3键大于80%的四面体非晶碳(ta-C)薄膜,通过冷阴极离子源产生keV能量的氩离子轰击ta-C薄膜,研究了氩离子轰击能量对ta-C薄膜结构,内应力以及耐磨性的影响.通过X射线光电子能谱和原子力显微镜研究了氩离子轰击对薄膜结构与表面形貌的改性,研究表明,氩离子轰击诱导了ta-C薄膜中sp^3键向sp^2键的转化,并且随着氩离子轰击能量的增大,薄膜中sp^2键的含量逐渐增多,薄膜内应力随着氩离子轰击能量的增大逐渐减小.氩离子轰击对薄膜的表面形貌有较大影响,在薄膜表面形成刻蚀坑,并且改变了薄膜的表面粗糙度,随着氩离子轰击能量的增大,薄膜的表面粗糙度也会逐渐增大.通过摩擦磨损仪的测试结果,氩离子轰击对薄膜的初始摩擦系数影响较大,但是对薄膜的稳定摩擦系数影响较小,经过氩离子轰击前后的ta-C薄膜的摩擦系数为0.1左右,并且具有优异的耐磨性.

35CrMo钢氩离子轰击硫氮碳共渗

氩离子轰击试验表明氩离子轰击使35CrMo钢工件表面的化合物层呈柱状晶形貌,大大提高了氮在化合物层中的扩散能力,保持了扩散层中氨的浓度梯度,从而为氮的继续渗入提供了通道。采用离子硫氮碳共渗、氩离子轰击、离子硫氮碳共渗工艺共同处理后的35CrMo钢制风冷机齿轮,有效渗层(HV>500)达0.2～0.3mm,总渗层达到0.5mm,使用寿命明显提高。

在U表面循环Ar^+轰击-磁控溅射离子镀Al层

用循环Ar+ 轰击 -磁控溅射离子镀 (MSIP)法在U表面上镀Al,并采用俄歇电子能谱仪 (SAM )、扫描电镜(SEM)、电化学实验和湿热腐蚀加速实验 ,研究了其表面、剖面形貌和耐蚀性能 ,以及U基和Al镀层界面 .结果表明 :U上循环Ar+ 轰击 -磁控溅射离子镀Al界面存在较宽的原子共混区 。

Ar＋背面轰击对SiOxNy栅介质的n—MOSFET迁移率和跨导的影响

用低能量氩离子束轰击芯片背面，能改善以热氮化和快速热氮化ＳｉＯｘＮｙ为栅介质的ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ的特性．结果表明，在能量为５５０ｅＶ和束流密度为０．５ｍＡ／ｃｍ２时，随着轰击时间的增加，跨导、沟道电导和有效迁移率增大，然后这些变化趋于减缓，甚至开始呈恶化趋势．快速热氮化ＳｉＯｘＮｙ为介质的ＭＯＳＦＥＴ的改善效果要比常规热氮化的好．实验证明，上述参数的改善是由于界面态密度和固定电荷密度减小的结果．文中利用杂质吸除和应力补偿的机理进行分析．

一种用电火花结合离子束增强沉积复合改性钛合金表面的方法

本发明公开了一种用电火花结合离子束增强沉积复合改性钛合金表面的方法，包括下述步骤：在超声波作用下用有机溶剂清洗钛合金表面，清洗时间为5～10min；将经过时效处理后的钛合金用电火花表面强化器强化处理（电极材料为硅青铜或者YG-8型硬质合金），处理过程中用Ar气保护，Ar气流量为8L／min；用离子束增强沉积磁控溅射和多弧设备，在经过电火花强化处理过的钛合金表面用氩离子轰击清洗8～12min，沉积过程中也要用氩离子不断轰击已沉积的膜层，沉积用靶材为硅青铜。由于采用了电火花表面强化与离子束沉积结合方法，

第二十讲 真空离子镀膜

如图21所示,用高熔点金属钽(或钨)管做阴极,坩埚做阳极,待真空室抽至高真空后,钽管中通过氩气,首先用数百伏电压点燃气体产生阴极辉光放电。由于空心阴极效应,钽管中电流密度很大,大量的氩离子轰击钽管管壁,使钽管温度升高至2300K以上,钽管发射大量热电子,放电电流迅速增加,电压下降,辉光放电转变为弧光放电。

N极性GaN衬底表面超高真空清洁工艺

针对经过化学腐蚀预处理并具有清晰台阶流形貌的自支撑N极性GaN衬底,研究了在超高真空中采用氩离子轰击和不同气氛保护下退火等技术进一步对其进行表面清洁的方法,并采用X射线光电子能谱和俄歇电子能谱对处理结果进行分析。实验结果表明,氩离子轰击可有效清除表面的C、O等污染,且处理后的表面能带弯曲值稳定在(1.73±0.12)eV。但是氩离子轰击也会不可避免地造成表面偏析,使表面Ga与N的原子个数比明显上升。而在氮气和氢气的混合气体通过射频等离子体源产生的原子气氛保护下以800℃退火后,既能够去除C、O等表面污染,也能抑制表面N原子的流失和表面偏析。该超高真空处理工艺对N极性GaN衬底表面具有很好的清洁效果。

金属铀与铝薄膜界面的俄歇电子能谱研究

以磁控溅射沉积方法 ,采用循环氩离子轰击镀和未循环轰击镀工艺在金属铀上制备了铝薄膜。俄歇电子能谱分析结果表明 :循环氩离子轰击镀获得的铝薄膜和铀基体的界面扩散比未循环轰击镀的显著增强 ,且界面发生化学反应 ,生成了UAl3和Al2 O3相。

Ar^+轰击石墨表面生成碳纳米管和碳纳米多面体

报道了一种用６０ｋｅＶＡｒ＋轰击石墨生成碳纳米管和纳米碳壳层多面体颗粒的方法．高分辨透射电子显微镜研究指出，这些纳米多层结构物的尺寸约在２０ｎｍ到０４μｍ之间，碳原子层之间的距离为０３４ｎｍ．基于高分辨透射电子显微镜图像，建议了一个关于“组合碳多面体”的生长模型．

AIB用于改进PLD沉积在机械瓣膜上的类金刚石膜的质量

用脉冲激光沉积(PLD)法在热解C制作的人工心脏机械瓣膜上沉积类金刚石(DLC)薄膜,并用3KeV的氩离子轰击(AIB)DLC薄膜。采用拉曼(Raman)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分别对AIB前后的DLC薄膜进行检测分析,用光学显微镜观察AIB前后的DLC薄膜表面。实验结果表明:AIB不影响薄膜的黏附性。但是可以在一定程度上导致薄膜微观结构的变化和sp3/sp2比值的提高,可以在薄膜中掺杂微量的Ar元素,可以有效消除薄膜表面吸附的O,但对薄膜中C-O、C=O和COOH的影响较小。因此,离子轰击法可以作为一种改进类金刚石薄膜质量的方法。