偏压对自源笼形空心阴极放电制备Si-DLC薄膜结构和性能的影响

针对利用笼形空心阴极放电在大工件表面制备DLC薄膜时,笼网内大工件操作困难、大工件影响放电的问题,开发了自源笼形空心阴极放电方法,在不同偏压(-300~0 V)条件下于Si(100)表面制备了Si-DLC薄膜,考察了偏压对Si-DLC薄膜结构和性能的影响。结果表明:获得Si-DLC的沉积速率达到7.90μm/h。由偏压引起的高能离子轰击使薄膜的组织结构更为致密,降低了表面粗糙度和H含量。Si-DLC薄膜中的sp3/sp2值随偏压增加先上升后下降,薄膜纳米压入硬度和弹性模量也呈现相同规律。偏压为-200 V沉积的Si-DLC薄膜具有最高的sp3/sp2(0.69)、H/E和H3/E2值,表现出致密的结构和优异的摩擦性能,摩擦因数低至0.024,磨损率为1×10^-6 mm^3/Nm。说明自源笼形空心阴极放电是一种有效制备大面积DLC膜的工艺,-200 V偏压是最优化的参数。

笼网型空心阴极氩气放电特性研究

采用高功率脉冲电源,研究了氩气气氛下工作气压、脉冲电压和频率等参数对笼网型空心阴极放电特性的影响,并对等离子体发射光谱进行了分析。结果发现:在脉冲电压增加到一定程度,脉冲电流随时间呈指数型(n>1)激增。提高工作气压、脉冲频率及脉冲电压,笼型空心阴极放电增强。脉冲峰值电流随气压和脉冲电压的升高而增大,但随频率增大呈现降低趋势。光谱分析表明,氩气笼型空心阴极放电主要物种是Ar*和Ar+粒子,随脉冲电压、工作气压及频率的增大,Ar*和Ar+粒子数量增多。

等离子体源离子注入柱形空心阴极内表面的蒙特—卡罗模拟

采用蒙特—卡罗方法对柱形空心阴极的氮离子(N+,N2+)注入进行了研究,考虑了氮离子与中性原子的电荷交换和弹性碰撞,计算了氮离子在不同压强下鞘层内表面的能量分布及角分布.

微空心阴极放电与高压辉光放电等离子体源

首先综述了微空心阴极放电的基本原理,然后详细论述了微空心阴极维持的辉光放电(MCSD)以及MCSD的放电参数对产生大体积高压辉光放电等离子体源的影响,最后论述了MCSD运行方式对产生高压辉光放电等离子体源的影响。

中频交流脉冲等离子体源的研究

采用中频交流脉冲等离子体源进行了抑制弧光放电和空心阴极效应以及离子渗氮工艺的实验。结果表明,交流脉冲放电在抑制弧光放电和空心阴极效应方面是非常有效的,对于高铬钢材料表面的离子渗氮作用是明显的。它为解决材料表面处理中的难点(小孔、深孔、狭缝的处理)提供了一种新的探索方案;也为等离子体技术应用领域中处理不导电的基体或薄膜以及磁控溅射新工艺(交流孪生溅射技术)提供了研究设备。