衬底温度对ZnO：Al薄膜结构和性能的影响

利用射频磁控溅射法采用氧化锌铝(98%ZnO+2%Al2O3)为靶材在普通载玻片上制备了ZAO(ZnO:Al)薄膜,研究了衬底温度对薄膜晶体结构,电学和光学性能的影响。利用X射线衍射仪、场扫描电镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,利用分光光度计和电阻测试仪分别测试了薄膜的光电学性能。结果表明,衬底温度对薄膜结构及光电学性能影响最大。溅射功率120W、衬底温度300℃、工作气压0.6Pa制得的薄膜具有良好的光电学性能(可见光平均透过率为79.49%(考虑衬底的影响,电阻率为4.99×10-2Ω.cm)。

ZnO掺杂Li^+陶瓷靶及溅射膜制备工艺研究

利用固相反应成功地制备了直径为70mm,厚度为10~15mm的掺杂Li离子ZnO陶瓷靶材。研究了不同摩尔浓度的Li离子掺杂靶材,并对其绝缘电阻与损耗进行了分析比较,最终确定Li离子的最佳掺杂量为2.2l%(摩尔分数)。同时通过在不同温度烧结试验、不同成型压力试验确定了ZnO靶材制备的最佳工艺,并通过所制备的ZnO-Li0.022陶瓷靶,采用RF射频磁控溅射技术在Si(100)、玻璃(载玻片)、及Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上制备出高度c轴(002)择优取向、均匀、致密的ZnO薄膜。

磁控溅射陶瓷薄膜(SiOx)阻隔性机理的研究

研究了磁控溅射镀陶瓷薄膜(SiOx)使PET基体阻隔性提高的机理,并对SiOx层的堆积结构做了假设及理论分析,结合SEM形貌表明:磁控溅射SiOx层存在层状结构及针孔随机分布,阻隔性的提高可由努森扩散和层流两种机理加以解释,即在一定的压力差下,阻隔性提高决定于针孔的分布、陶瓷层厚度以及SiOx层数。

Zn-Al涂层腐蚀电化学行为研究

通过电化学交流阻抗谱(EIS)研究了Zn-Al涂层在铜加速醋酸盐雾试验中的腐蚀行为,建立了等效电路模型并分析了相关电化学参数随时间的变化规律。采用扫描电镜及能谱仪分析了涂层腐蚀后的形貌及成分组成,阐释了电化学参数的演变规律。结果表明,盐雾试验中Zn-Al涂层的腐蚀由电化学反应控制逐渐转变为扩散控制,最后进入基体腐蚀阶段。

ZnO陶瓷靶制备及其薄膜RF溅射工艺研究

利用固相反应制备了直径为70mm,厚度为10-15mm高质量掺杂Li2CO2的ZnO陶瓷靶材,实验了不同摩尔浓度的Li+掺杂对靶材性能的影响,确定了最佳Li+掺杂量为2．2mol％,同时通过在不同温度烧结实验、不同成型压力实验确定了ZnO靶材制备的最佳工艺,并采用所制备的ZnO-Li2.2％陶瓷靶和RF(射频磁控)技术在Si(100)、玻璃(载玻片)、及Pt(111)／Ti／SiO2／Si(100)基片上制备出高度c轴(002)择优取向的ZnO薄膜,其绝缘电阻率ρ为4．12×108Ω·cm,达到了声表面波器件(SAW)的使用要求．

高导电性ZAO陶瓷靶材及薄膜的制备

用热等静压法烧结制备了高导电性ZAO(铝掺杂氧化锌)陶瓷靶材,并用直流磁控溅射法制备出ZAO透明导电薄膜。靶材的致密度达98.7%,电阻率为2.2?03·cm;制得薄膜的最低电阻率为9.3?04·cm,可见光平均透射率大于85%。浅析了靶材的组织结构及靶材的电学、力学性能和薄膜制备的主要实验参数对其光、电性能的影响。

磁控溅射中工艺参数对ZnO:Al薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射法采用氧化锌铝(98%ZnO+2%Al2O3)为靶材在普通载玻片上制备了ZAO(ZnO∶Al)薄膜,研究了溅射功率及溅射气压对薄膜晶体结构、电学和光学性能的影响。利用X射线衍射仪、场扫描电镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,利用分光光度计和电阻测试仪分别测试了薄膜的光电学性能。结果表明:溅射功率为120W、衬底温度为300℃、工作气压为0.5Pa时制得的薄膜具有良好的光电学性能(可见光平均透过率为88.21%、电阻率为8.28×10-4Ω.cm)。

多组分掺杂ZnO陶瓷薄膜的射频磁控溅射法制备及表征

采用传统陶瓷烧结工艺,制备了直径为50mm,厚度为3mm的Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Cr2O3、MnO2掺杂的ZnO陶瓷靶,采用所制备的ZnO陶瓷靶和射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上成功制备出了ZnO陶瓷薄膜,并研究了溅射功率和退火温度对ZnO陶瓷薄膜的微观结构和表面形貌的影响。结果表明:随着溅射功率的增大,ZnO陶瓷薄膜的沉积速率增大;颗粒尺寸先减小后增大。随着退火温度的升高,ZnO陶瓷薄膜的c轴取向增强;晶粒尺寸增大。溅射功率为350W,退火温度为850℃,制备出的陶瓷薄膜的相组成是ZnO主晶相、富Bi2O3相、Sb2O3相以及Zn2.33Sb0.67O4尖晶石相,得到了具有压敏电阻特性的组织结构。

新型高温薄膜热流传感器的研制

航天飞行器在返回地球大气层时外表面会产生兆瓦级的热流,瞬时温升可达1 800℃,为了保证飞行器的稳定安全运行,准确实时测量飞行器热防护系统表面热流具有非常迫切和重要的意义。针对高温热流检测的技术难题,提出了一种引线与基底一体化的新型热流传感器结构。结合陶瓷烧结静压成型和磁控溅射技术,通过在嵌入PtRh6引线的99氧化铝陶瓷基底端面依次沉积PtRh30-PtRh6热电堆薄膜、Al_(2)O_(3)薄膜、ZrO_(2)薄膜,研制了一款新型高温薄膜热流传感器,并对热流传感器进行了静态、动态性能、耐高温及重复性测试。结果表明,所研制的传感器灵敏度可达0.01μV/(W/m^(2))以上,传感器动态响应时间为3.97 s,对传感器进行1200℃高温实验,结果显示传感器经历高温前后输出信号无明显变化,传感器最大重复性误差为2.38%。所研制的高温薄膜热流传感器可为高温热流测量和热防护系统优化提供科学依据。

制备条件对镓掺杂氧化锌薄膜的透明导电性影响

用高温固相反应法制备了镓掺杂的氧化锌导电陶瓷,研究了预烧温度、烧结温度和掺杂浓度等工艺条件;用射频磁控溅射方法分别在玻璃和石英基底上沉积了镓掺杂的氧化锌薄膜,研究了该薄膜在不同的基底温度和不同的氧氩比等条件下的光电性质的变化情况以及氮气氛下不同退火温度下的光电性质,结果表明:镓掺杂氧化锌薄膜在450℃的基底温度、2%的掺杂浓度和700℃的退火温度等条件下实现了0.84×10-4Ω.cm的低电阻率和大于90%的可见光透过率,其光学带隙随退火温度的上升也有一定程度的增大.

TiCN基陶瓷刀具表面TiAlN涂层的制备及其性能研究

利用离子辅助增强磁控溅射与蒸发镀二元组合源设备在TiCN基陶瓷刀具表面制备TiAlN涂层;为提高膜基结合力,采用蒸发镀技术预先沉积一层CrN/Cr过渡层。利用X射线衍射仪、维氏显微硬度计、洛式硬度计、摩擦磨损试验仪等设备,系统分析了CrN/Cr过渡层对涂层微观结构、显微硬度、膜基结合力及耐磨损性能的影响。结果表明,CrN/Cr过渡层的存在,使膜基结合力和涂层耐磨损性能得到大幅度提高。

高阻隔陶瓷薄膜包装材料的研究进展及关键技术

本文总结了高阻隔陶瓷薄膜包装材料制造技术的发展进程,介绍了各种镀膜方法及特点;系统综述了国内外AlO_x、SiO_x薄膜的研究进展与应用现状,分析了陶瓷薄膜包装材料制造过程中影响阻隔性能的主要因素,研究了提高薄膜阻隔性的基本措施,由此展望了高阻隔陶瓷薄膜包装材料发展及应用前景。

磁控溅射中工艺参数对ZnO:Al薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射法,采用氧化锌铝(98%ZnO+2%Al_2O_3)为靶材,在普通载玻片上制备了ZAO(ZnO:Al)薄膜,研究了溅射功率及溅射气压对薄膜晶体结构、电学和光学性能的影响。采用X射线衍射仪、场扫描电镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,采用分光光度计和电阻率测试仪对薄膜的光电学性能进行了测试。结果表明,当溅射功率为120W、衬底温度为300℃、工作气压为0.5Pa时制得的薄膜具有良好的光电学性能,可见光平均透过率为88.21%,电阻率为8.28×10^(-4)Ω·cm。

离子刻蚀对磁控溅射氧化铝薄膜的影响

研究了PET薄膜表面经氩离子刻蚀后其物理性能的变化,经氩离子刻蚀后磁控溅射沉积Al2O3薄膜表面的测试结果表明:离子刻蚀使PET基体表面更加洁净;Al2O3与基体的结合强度增大;镀膜表面更加均匀;虽然对阻隔性的影响不大,但由于结合强度的增加,Al2O3膜在使用的过程中,膜层不易脱落,对保持阻隔性有一定的作用。

靶材自制ZAO薄膜的制备与光电性能

采用传统陶瓷烧结工艺,制得性能良好的Al掺杂ZnO陶瓷靶。以此靶为溅射源,利用射频磁控溅射法制备ZAO薄膜,着重研究了400℃保温2 h重复退火次数对ZAO薄膜的组织结构及光电性能的影响。结果表明,随着重复退火次数的增加,薄膜晶体结构保持不变,薄膜结晶质量提高,但晶格尺寸逐渐变小;同时,随着退火次数增加,样品的平均透光率虽稍下降,但所有样品的透光率仍保持在80%以上,呈现良好的透光性;除经3次重复退火的样品外,退火使其它样品的紫外吸收边从375 nm附近移至360 nm左右;重复退火次数的增加使样品的电阻率先明显降低,再有较大的回升,之后又降低,当重复退火两次时,电阻率降至最低,为8.5×10-4Ω.cm。对上述现象、结果及机理进行了详细讨论。

纯氧高气压溅射PZT铁电薄膜

用Pb(Zr0.55Ti0.45)O3烧结陶瓷作为靶材,在纯氧、高气压溅射条件下成功地原位沉积了锆钛酸铅(leadzirconatetitanate,PZT)铁电 薄膜。为了弥补靶材在烧结过程中Pb的挥发及溅射成膜过程中发生Pb的损失,以PbO计,加入了质量分数为5.0%的过量Pb3O4。实验发 现:当最佳靶基片距离一定时,n(Pb)/n(Zr+Ti)成份偏析的比例随最佳靶基片距离偏差的增加而降低。PZT铁电薄膜的X射线衍射分析 表明,PZT铁电薄膜中存在PbO和钛锆固溶型氧化物,但无焦绿石相。PZT铁电薄膜的铁电性测量表明:剩余极化Pr达到14.1μc/cm2,矫顽 电场Ec较小,Ec与Pb(Zr0.55Ti0.45)O3烧结陶瓷靶材的值相当,其电滞回线具有很好的对称性。

溅射—阳极氧化法在釉面砖上制备多彩TiO_2膜

采用直流磁控溅射法先在釉面砖上镀制一层 Ti膜 ,然后采用阳极氧化法制备透明的 Ti O2 薄膜。根据光的干涉原理 ,控制 Ti O2 膜的厚度 ,制备了土黄、深兰、浅兰、金黄、粉红、紫红。

低温共烧陶瓷基板的薄膜金属化

就低温共烧陶瓷(LTCC)基板实用化过程中遇到的问题,研究了LTCC基板的薄膜金属化技术;经复合膜系Ti/Ni/Au薄膜金属化的LTCC基板可满足各项技术指标要求,通过考核证明了用此方法制得的基板可靠性高,完全满足使用要求。

退火处理对ZnO薄膜压敏性能的影响

采用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上生长ZnO基陶瓷薄膜,分别在650℃,750℃,850℃和900℃下退火,研究了退火温度对ZnO基陶瓷薄膜压敏性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,薄膜的压敏电压逐渐增大,非线性系数先增大后减小,漏电流密度先减小后增大。850℃退火处理后的薄膜具有较为理想的综合电性能,其非线性系数为14.93,压敏电压为4.82 V,漏电流密度为0.36μA/mm^2。

RF磁控溅射微波介质陶瓷薄膜的影响因素及其应用

RF磁控溅射是目前应用最广泛的一种溅射沉积方法。由于陶瓷溅射的现象相当复杂,目前尚无完整的溅射理论可以用来分析溅射现象,所以通常通过实验来确定溅射过程中的影响因素。综述了RF磁控溅射陶瓷薄膜过程中的影响因素,阐述了微波介质陶瓷薄膜的应用前景,并指出了今后的发展方向。