氮气分压比对硼碳氮薄膜的组分及光学带隙的影响

采用射频磁控溅射方法以不同的氮气分压比（1/10-2/3）制备出一组硼碳氮薄膜.傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.XPS测量结果表明,所有样品中的B、N原子比近似为1∶1,其化学配比为BCxN（0.16〈x〈1.46）.紫外/可见/近红外分光光度计用于测量样品的吸收光谱.由吸收谱线在低能区域（2.0-3.0 eV）的光吸收,利用关系作图法求出光学带隙Eopt范围为0.17-0.83 eV.氮气分压比对薄膜的组分和光学带隙有很大影响,其通过改变薄膜组分而影响光学带隙,并且碳原子数小的样品具有较宽的光学带隙.以氮气分压比为1/3条件下制备的样品中碳原子数最小,它的光学带隙最宽为0.83 eV.

脉冲偏压和氮气分压对多弧离子镀(Zr,Cr)N薄膜结构和性能的影响

为探究基体脉冲偏压和氮气分压对(Zr,Cr)N薄膜性能的影响,采用多弧离子镀技术沉积薄膜样品,并利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、摩擦实验仪和表面性能实验仪对(Zr,Cr)N薄膜样品的表面形貌、物相结构、力学性能和浸润性能进行分析.实验结果表明:在保持脉冲偏压为50 V不变、改变氮气分压的实验中,氮气分压为0.3 Pa时,薄膜的表面粗糙度最小,耐磨性能最好,磨损率为1.4167×10^(-13)m^(3)/(N·m);氮气分压为0.5 Pa时,疏水性能最好,水接触角为105.42°.在保持氮气分压0.5 Pa不变、改变基体偏压的实验中,薄膜表面粗糙度随偏压的增大而减小,摩擦磨损性能得到提升,当偏压增大到-250 V时,薄膜具有最好的疏水性能,此时接触角达到106.88°.

N_(2)分压烧结时间对超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷组织和力学性能的影响

针对真空烧结制备超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷时,烧结体的易脱氮和N的分解问题,通过在液相保温阶段1450℃通入130 Pa氮气,采用分压烧结制备了超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了氮气分压烧结时间对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,氮气分压烧结能提升试样内部组织均匀性。在氮气氛的影响下,试样最外层会形成富Ni层,材料的近表层形成TiN层。分压刚开始,试样最外层只有富Ni层,随分压时间的增加,近表层组织中黑芯相在氮气氛影响下发生溶解,黑芯相尺寸减小,环形相尺寸增加,直至黑芯相逐渐消失,形成富Ti的(Ti,W)(C,N)固溶体,固溶体通过合并长大的方式形成固溶体层,随分压时间增加,富钛的固溶体与N反应在试样近表层形成TiN层。分压烧结时间达40 min时试样的综合力学性能最佳,其抗弯强度增加了20%,达到2350 MPa;维氏硬度增加了13.9%,达到1635HV30;断裂韧性提升不明显。

氮气分压对电弧离子镀CrN_x薄膜组织结构的影响

利用电弧离子镀技术在钛合金表面制备CrNx薄膜,分析讨论氮气分压对薄膜表面形貌、相组成和微观结构的影响。结果表明,随着氮气分压的升高,CrNx薄膜表面熔滴的数量及尺寸减少,表面平整度得到明显改善;薄膜的物相组成在氮气分压为1.0 Pa时由Cr2N相变为CrN相;同时因氮气分压改变粒子、离子的轰击作用,影响薄膜表面的能量状态,CrNx薄膜晶体的择优生长由(200),(220)变为(111)。在氮气分压为1.5 Pa时可获得高沉积效率、高致密度、高硬度,并具有纳米晶体结构的单相CrN薄膜。

氮气分压对氮化硼薄膜场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法 ,真空室中充入高纯N2 (99.99% )和高纯Ar(99.99% )的混合气体 ,在n型 (10 0 )Si基底上沉积了氮化硼 (BN)薄膜。红外光谱分析表明 ,BN薄膜结构为六角BN(h -BN)相 (1380cm-1和 780cm-1)。在超高真空 (<10 -7Pa)系统中测量了BN薄膜的场发射特性 ,发现沉积时氮气分压的变化对BN薄膜的场发射特性有很大影响。随着氮气分压的增加 ,阈值电场逐渐升高 ,这是由于表面粗糙度的变化造成的。充入 10 %N2 情况下沉积的BN薄膜样品的场发射特性较好 ,开启电场为 9V/μm ,当电场升高到 2 4V/μm ,场发射电流为 32 0 μA/cm2 。所有样品的场发射FN曲线均近似为直线 。

烧结过程氮气分压对(Ti, Nb)(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

以(Ti, Nb)(C,N)固溶体粉末为原料在不同氮气分压下制备(Ti, Nb)(C,N)基金属陶瓷,并制备了Ti(C,N)基金属陶瓷进行对比。采用带有能谱分析仪的扫描电子显微镜及维氏硬度计,并结合热力学计算,研究了在不同氮气分压下烧结对金属陶瓷组织结构和力学性能的影响。结果表明,相同烧结工艺下,与Ti(C,N)基金属陶瓷相比,(Ti, Nb)(C,N)基金属陶瓷晶粒更细小,且仅少数晶粒出现特殊的弱"芯-环"结构。真空烧结(Ti, Nb)(C,N)基金属陶瓷表面形成富粘结相Ni的梯度层。随着烧结过程氮气分压的增大,(Ti, Nb)(C,N)基金属陶瓷表层硬质相异常长大。(Ti, Nb)(C,N)基金属陶瓷梯度结构的形成是由不同氮气分压下材料表面和芯部的N活度存在差异,在热力学耦合作用下,Ti、Nb等元素扩散方向和速率不同所导致的。

推进剂加注后末修贮箱压力变化机理

利用推进剂加注前、后及发动机待机过程中末修贮箱的温度、压力参数,结合国外资料给出的15℃时N2O4推进剂中氮气溶解度曲线,确定了加注过程中的氮气溶解量,给出了氮气分压初值,用迭代方法计算出推进剂贮箱在任一温度下的压力,为判断贮箱泄漏提供了有效手段。

等压扩散条件下N_2置换煤中CH_4机理研究

为了得到N_2置换煤中甲烷的作用机理,建立了实验装置,进行了等压扩散条件下N_2置换煤中CH_4的实验研究。结果表明,等压扩散条件下N_2能够置换出煤中的CH_4,但是置换量很小;氮气置换煤中CH_4的作用机理主要包括:气体的扩散作用、由气体扩散作用引起的甲烷分压的降低、由气体扩散引起的氮气分压升高。

金笔零件仿金装饰膜层的相结构分析

用多弧离子镀的方法在1Cr13不锈钢和黄铜镀铬基体的表面上制备了氮化钛仿金装饰膜层。通过试验,得到了不同工艺参数情况下各种氮化钛膜层,采用D/max-3B旋转阳极自动X射线衍射仪CuKα辐射测定了膜层的相组成,分析了膜层相结构与各工艺参数间的关系。结果表明,氮气分压和轰击电压的改变对膜层的相组成影响很大,获得最佳相结构的必要条件是氮气分压为4.8×10-1Pa、轰击电压400 V。

含氮马氏体不锈钢氮含量控制的研究

主要研究了真空感应炉中的氮气分压对马氏体不锈钢含氮量的影响.采用气体保护在真空感应炉中加入氮化物与母材混合进行熔炼的方法,通过氩气、氮气、氩气和氮气混合气体分别作保护气体对马氏体不锈钢中氮元素收得率研究发现:提高马氏体不锈钢中含氮量的决定因素是氮元素的化学势(即炉内的氮气分压)而不是炉内的气体压力,从而推导出氮气分压和不锈钢熔体中氮的溶解度经验公式,计算值与实测值基本吻合,为制备含氮马氏体不锈钢控制氮含量提供理论依据.

电弧离子镀不同色泽TiN薄膜的工艺研究

采用电弧离子镀的方法,在硅片上制备TiN仿金装饰膜层,主要研究氮气分压和基体偏压两个工艺参数对TiN薄膜色泽的影响。结果表明,氮气压强对TiN薄膜的色泽有明显的影响和控制作用。随着氮气分压的增大,薄膜的色泽由浅黄色向红棕色变化。实验发现,基体偏压对膜层的色泽也有一定的影响,当氮气分压一定时,施加偏压所得TiN薄膜比不施加的颜色更浅。可见,通过调节基体偏压和氮气流量,可以获得所需颜色的TiN薄膜。

氮化钛仿金镀层的耐磨性研究

采用多弧离子镀的方法,在1Cr13不锈钢及黄铜镀铬基体的表面上制备了氮化钛仿金装饰膜层。通过试验,得到了不同工艺参数情况下各种氮化钛膜层,采用盘销式摩擦磨损试验机测定了膜层的比磨损率。分析了膜层的耐磨性与各工艺参数间的关系,发现轰击电压的变化对膜层的耐磨性影响最大。

Ti153合金ISM熔炼过程中氮元素的溶解与控制

建立了氮元素溶解到Ｔｉ１５３合金熔体中的热力学模型， 并以此计算了氮在Ｔｉ１５３合金熔体中的溶解度， 分析了ＩＳＭ 熔炼过程中影响氮元素在Ｔｉ１５３合金熔体中溶解的几个因素。结果表明， 熔体温度对Ｔｉ１５３合金熔体中氮的溶解度影响较大， 而熔化室内氮气分压是决定Ｔｉ１５３合金熔体中氮溶解度的主要因素， 需要合理控制。并提出了利用多次抽真空反充氩气以降低熔化室内氮气分压的方法，

TiAlSn合金ISM熔炼过程中氮元素的熔解与控制

建立了氮元素溶解到ＴｉＡｌＳｎ合金中的热力学模型，并以此计算了氮在ＴｉＡｌＳｎ合金熔体中的溶解度；分析了ＩＳＭ（感应凝壳熔炼）熔炼过程中影响氮元素在ＴｉＡｌＳｎ合金中溶解度的几个因素。结果表明，熔化室内氮气分压是决定ＴｉＡｌＳｎ合金氮元素含量的主要因素，需要合理控制。熔体温度对ＴｉＡｌＳｎ合金中氮的溶解度也有较大影响。

微量稀土元素改性离子表面强化膜的性能研究及应用

一、引言离子镀技术是近些年来发展很快的表面加工新技术、新工艺.而离子镀TiN膜(称I^P-TiN)由于它的硬度高、摩擦系数低、化学稳定性好,而作为各种耐磨、耐蚀。

磁控溅射Ti-Si-N纳米复合超硬膜的研究

传统的TiN膜具有硬度高、耐磨、耐腐蚀及其他优良的性能,在刀具、工磨具等已经有了广泛的应用。随着科技的发展,近年来许多科技工作者都企图采用多种方法来进一步改善TiN薄膜,其中包括添加Al,Si,C,B等合金元素至TiN膜中,以改善起组织结构和性能。自从S.Veprek首先报道采用CVD的方法制备Ti-Si-N纳米复合膜后,由于Ti-Si-N膜具有nc-TiN/a-Si_3N_4组织结构,即纳米尺寸的TiN嵌镶在非晶Si_3N_4基体中,Ti-Si-N类纳米复合超硬膜以其高硬度、耐磨性、优良的热稳定性和化学稳定性引起了人们的普遍关注。采用钛硅复合靶,通过控制反应磁控溅射的各工艺参数制得了一系列Ti-Si-N膜,并借助能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、纳米压入仪和划痕仪对膜层的成分、结构和力学性能进行了分析。结果发现,可方便地通过改变氮气分压的方法来调整Ti、Si元素含量比、微观组织结构及力学性能。少量氮气的加入能制得纳米硬度高达53GPa的Ti-Si-N超硬膜,而随着氢气分压的增加,膜层中TiN相和Si_3N_4相的比例减小,纳米硬度逐渐下降,同时,TiN晶粒的平均尺寸也逐渐减少。

电弧离子镀CrN_x薄膜的组织结构与性能研究

采用电弧离子镀技术在高速钢（HSS）基体上制备CrN_x薄膜,考察氮气气压对CrN_x薄膜的表面形貌、结构、显微硬度及摩擦系数的影响。用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等分别测试分析薄膜的表面形貌、薄膜的结构、显微硬度以及摩擦系数。结果表明,氮气气压较低时（0.1Pa）,薄膜以Cr相为主;随着氮气气压的升高（0.5~4.0Pa）,薄膜中出现了Cr_2N和Cr的混合相,薄膜以Cr_2N相为主;随着氮气气压的升高,薄膜的显微硬度在氮气气压为0.5Pa和4.0Pa时出现极值,CrN_x薄膜的最大摩擦系数和平均摩擦系数都有所减少。

氮化钛仿金涂层工艺

黄金能保持光泽如初,经久不变的宝贵特性;自古以来做为货币使用,并成为财富和永恒的象征.因而,在人们心中唤起深刻的美感,雍雅华贵,灿烂眩目的金色,成为传统的普遍受人偏爱的色彩.为了装饰的目的,人们希望在各种基材的物品上获得金色的表面,仿金技术便成为表面处理工作者们不懈研讨的课题. 在众多的仿金工艺中,近年发展起来的离子沉积氮化钛(TiN)工艺具有突出的优点.TiN涂层的膜结构稳定,不会变色;它特别耐磨,因此,足以保持被装饰件的金色外观于始终;另外它所消耗的原材料廉价;加工过程中无污染公害.这些优点自然引起各方面的浓厚兴趣.国内在近十几年内迅速开展了对离子沉积氮化钛的研究和推广应用.首先在国内普及的是空心阴极离子镀法(HCD法). 我厂目前使用的。

纳米Cu_3N薄膜的制备与性能

采用柱状靶多弧直流磁控溅射法 ,10 0℃基底温度下在玻璃衬底上制备了纳米氮化铜 (Cu3N)薄膜 .用x射线衍射研究了不同氮气分压对Cu3N薄膜晶体结构及晶粒尺寸的影响 .结果显示薄膜由Cu3N和Cu的纳米微晶复合而成 ,其中Cu3N纳米微晶具有立方反ReO3结构 .通过原子力显微镜对薄膜表征显示 ,膜表面比较光滑 ,具有较低的粗糙度 .x射线光电子能谱对薄膜表面的成分分析表明 ,Cu3N薄膜表面铜元素同时以 +1价和 +2价存在 .Cu3N的Cu2p3 2 ,Cu2p1 2 及N1s峰分别位于 932 7,95 2 7和 399 9eV ,Cu2p原子自旋 轨道耦合裂分能量间距为 2 0eV .用台阶仪和四探针方法测量了薄膜的厚度及电阻率 ,薄膜的沉积速率和电阻率在很大程度上受到氮气分压的调制 .

在体使用的多丝氢电极

本文描述了一种测量极小体积内氢气分压的多丝表面电极,目的是在体记录氢廓清率曲线,分析毛细血管的血液流动,该电极是由被任意融合在一个玻璃芯内的8个直径都是15μm的铂导线组成。提出了改进克拉克型极谱法传感器灵敏度和稳定性的方法。研究了该电极离体和在体特性并与进行气体极谱法测量的不同模型所预示的特性作了关键性的比较。电极的高稳定性和低漂移以及它所具有的小的捕捉体积(半径为32μm的半球)意味着它可以可靠地用来对氢廓清率曲线进行准确。