磁过滤真空阴极电弧技术弧电流对四面体非晶碳薄膜性能的影响

研究了磁过滤阴极真空电弧技术中不同弧电流(20~100 A),制备的四面体非晶碳薄膜性能的影响。通过对薄膜厚度、薄膜硬度、表面形貌以及sp3键含量随弧电流的变化结果进行了测试。结果表明,当弧电流从20增大至100 A,表征薄膜sp杂化碳含量的ID/IG从0.212增加到1.18,显示制备薄膜的sp3键含量逐渐减少,同时sp2键在逐渐增加。随着弧电流值上升,薄膜硬度增加,表明其值与弧电流值呈正相关性,高的弧电流使通过磁过滤器的大颗粒等离子体数增加,从而薄膜表面形貌易于沉积大颗粒,导致薄膜表面质量下降。因此,选择合适的弧电流值可优化Ta-C薄膜制备工艺,本文研究内容为工业应用中通过弧电流调整优化膜层综合性能提供参考。

脉冲偏压磁过滤电弧离子沉积(Ti,Al)N薄膜的研究

利用脉冲偏压磁过滤电弧离子沉积技术在不同负偏压下制备了(Ti,Al)N薄膜,通过扫描电子显微镜、XP-2台阶仪、纳米压痕仪和X射线衍射仪分别测试分析了脉冲偏压与磁过滤共同的作用对薄膜的微观结构、成份、薄膜厚度、显微硬度和晶体结构的影响规律。实验结果表明,在基体上施加脉冲偏压和在电弧蒸发源上使用磁过滤技术,可改善所制备薄膜的组织结构、提高其综合力学性能。通过对在不同负偏压下所制备的样品的综合力学性能的测试分析可得出:在负偏压为200V时制备的样品综合力学性能最好。

磁过滤电弧离子镀TiN薄膜的制备及性能研究

采用磁过滤电弧离子镀(MFAIP)方法在高速钢表面制备了Ti N薄膜,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪,显微硬度计和划痕仪等方法研究了偏压和磁过滤电流对Ti N薄膜的形貌、沉积速率、组织结构和力学性能的影响。结果表明:MFAIP-Ti N薄膜膜层均匀,表面质量好,膜与基体结合紧密。随着偏压和磁过滤电流的增加,Ti N的(111)晶面择优取向越来越弱,(311)和(222)晶面的择优取向逐渐增强。当偏压为-150 V,磁过滤电流为4.5 A时,表现出较大的沉积速率,最大的显微硬度测试值和最大的膜/基结合力。

磁过滤沉积TiAlSiN纳米薄膜的摩擦磨损与腐蚀磨损行为

目的研究磁过滤沉积方法制备的TiAlSiN纳米薄膜的结构及力学性能对摩擦学性能及腐蚀磨损行为的影响。方法采用磁过滤阴极真空弧沉积技术,在6×10^(-2)~15×10^(-2)Pa的N_(2)气压条件下,将316L不锈钢作为基底,制备出TiAlSiN薄膜。利用SEM、XRD、XPS对薄膜的结构成分形貌进行表征分析,使用摩擦磨损仪分析测试薄膜的摩擦磨损行为,并且使用电化学工作站分析测试薄膜在3.5%(质量分数)人工海水环境下的摩擦磨损及开路电位变化曲线,通过台阶仪测得磨损后磨痕轮廓曲线,并计算磨损率。结果TiAlSiN薄膜具有典型的非晶包覆纳米晶的复合结构,薄膜表面细致光滑,截面无明显柱状晶结构。随着气压的增大,薄膜晶粒尺寸从26 nm降至12 nm。在0.08 Pa气压下制备的TiAlSiN薄膜的力学性能最佳,纳米硬度为22 GPa,基膜结合力达到28 N,干摩擦系数为0.412,磨损率为0.5×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。在3.5%人工海水介质中,TiAlSiN薄膜的摩擦系数为0.36,磨损率为2.5×10^(-6)mm^(3)/(N·m),腐蚀和磨损的交互作用使磨损率增大。结论磁过滤阴极真空弧沉积技术制备的TiAlSiN纳米薄膜表现出良好的力学性能,兼具耐摩擦和耐磨蚀性能,具有宽广的应用前景。

调制比对多层DLC薄膜性能的影响

针对DLC薄膜内应力大,膜基结合强度较差的问题。本文通过磁过滤真空阴极电弧设备,沉积不同偏压下的单层DLC薄膜,并以此为基础控制沉积多层DLC薄膜时各个阶段的偏压,镀制不同调制比下三层结构的DLC薄膜,最终使用纳米压痕划痕仪测试薄膜硬度、弹性模量和膜基结合强度,探讨了不同调制比对DLC薄膜机械性能的影响。实验结果表明:多层DLC薄膜硬度、弹性模量和膜基结合强度明显优于单层DLC薄膜。当多层DLC薄膜的调制比为1∶1∶8时薄膜硬度达到最大值70.14 GPa,薄膜弹性模量达到最大值794.8 GPa;当多层DLC薄膜的调制比为2∶2∶6时薄膜膜基结合强度较好,在最大划痕载荷25 mN的条件下,划痕的位移深度仅为57.3 nm,且薄膜硬度平均可达66.7 GPa,具有较好的综合性能。

Rapid Convergence of a New Wave Iterative Algorithm Used to Model a Patch Structure

The wave iterative method is a numerical method used in the electromagnetic modeling of high frequency electronic circuits. The object of the authors＇ study is to improve the convergence speed of this method by adding a new algorithm based on filtering techniques. This method requires a maximum number of iterations, noted Nmax, to achieve the convergence to the optimal value. This number wilt be reduced in order to reduce the computing time. The remaining iterations until Nmax will be calculated by the new algorithm which ensures a rapid convergence to the optimal result.

脉冲激光沉积功能薄膜的研究进展

脉冲激光沉积技术是制备先进光学薄膜与纳米光学器件的重要手段和前沿领域,是国际研究的热点。介绍了脉冲激光沉积技术原理与特点、制备功能薄膜的研究现状和发展动向,着重阐述了双激光沉积制备功能薄膜的研究现状与未来发展;同时基于更高的需求,针对脉冲激光沉积技术的特点,设计构建了结合动能粒子磁过滤技术的激光沉积系统,提出了融合原子层沉积技术的发展思想,为提高激光沉积功能薄膜性能提供了硬件支撑和技术指导。