Y_2O_3薄膜处理对3Cr25Ni7N合金的抗高温氧化性能的影响

采用电沉积-热解法在3Cr25Ni7N合金表面制备了Y2O3薄膜,并研究了薄膜处理对合金在1000℃空气中的抗高温氧化性能的影响。氧化动力学曲线、SEM及XRD分析结果表明,Y2O3薄膜处理使合金表面氧化膜以尖晶石结构为主,氧化膜致密,有效地抑制了Cr2O3的挥发反应,且氧化膜与基体的附着性好,因此合金在高温下的抗氧化性能得到提高,这与氧化钇薄膜在较低温度下抗高温氧化性能提高的机制是不同的。在不同温度下,Y2O3薄膜处理均可以有效提高合金的抗高温氧化性能。

立方Y_2O_3薄膜结构、力学及光学性能的研究

采用射频磁控溅射法在本征（100）Si片上和CVD金刚石膜上制备了立方（222）择优取向的Y2O3薄膜，应用AFM观察薄膜的三维形貌表明薄膜表面晶粒致密，缺陷较少，表面粗糙度为8．7nm；TEM表征薄膜微观结构，表明薄膜为柱状晶结构，柱状晶宽度10～20nm，而且晶界明显，部分较大晶粒中存在些许位错缺陷；纳米力学探针和划痕仪表征薄膜的力学性能，表明薄膜硬度为20．73GPa，弹性模量为227．5GPa，可作为金刚石膜的抗氧化保护膜，并且与金刚石膜的结合较好，结合力约为5N；FTIR对薄膜的光学性能进行分析，表明双面立方Y20，薄膜对金刚石膜的最大增透为23％，基本符合Y2O3的理论增透效果。

反应磁控溅射法制备Y_2O_3金刚石红外减反膜

采用纯钇（Y）金属靶,在氧＋氩反应气氛中进行了Y2O3薄膜直流反应磁控溅射沉积。研究了工艺参数改变对薄膜的影响,选择较优的工艺在金刚石表面沉积符合光学厚度的薄膜,达到增透减反射效果。利用X射线光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）研究了薄膜的组成和结构。利用X射线衍射仪（GIXRD）和椭偏仪（Ellipsometer）研究了不同衬底温度和热处理温度对氧化钇薄膜组织结构和光学性能的影响。采用傅立叶红外光谱仪（FTIR）检测了镀膜前后金刚石红外透过性能。研究发现Y2O3薄膜能够有效提高金刚石在8-12μm的红外透过性能,在8μm处最大增透可达21.8%,使金刚石红外透过率由66.4%提高到88.2%;在3-5μm范围,双面镀制了Y2O3薄膜的金刚石平均透过率达64.9%,比没有镀膜的金刚石在该处的平均透过率54%高出10.9%。

Y_2O_3-SnO_2常温气敏薄膜的Sol-Gel制备及性能研究

以无机盐ＳｎＣｌ２·２Ｈ２Ｏ，Ｙ（ＮＯ３）３·６Ｈ２Ｏ为原料，无水乙醇为溶剂，采用溶胶－凝胶工艺制备了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜．采用差热－失重分析研究了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２干凝胶粉末的热分解、晶化过程．研究了Ｙ２Ｏ３－ＳｎＯ２薄膜的电学和气敏性能．从实验中得到了Ｙ２Ｏ３掺杂份量对ＳｎＯ２薄膜电学及气敏性能的影响．实验表明Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳｎＯ２薄膜在常温下对ＮＯｘ具有较好的灵敏度和选择性，并具有较好的响应恢复性能；在常温下对Ｈ２Ｓ气体也具有一定的灵敏度．

Y_2O_3稳定ZrO_2薄膜的结构和光学特性

用电子束蒸发法制备出四种不同Y2O3含量的Y2O3稳定ZrO2(YSZ)薄膜,用X射线衍射和透射光谱测定薄膜的结构和光学性能.结果表明:随着Y2O3含量的增加,ZrO2薄膜从单斜相向高温相(四方相和立方相)转变,获得了结构稳定的YSZ薄膜;YSZ薄膜的晶粒尺寸都比ZrO2薄膜的大,但随着Y2O3加入量的增加,晶粒尺寸有减小的趋势,薄膜表面也趋向光滑平整.所有YSZ薄膜的透射谱线都与ZrO2薄膜相似,在可见光和红外光区都有较高的透过率.Y2O3的加入还可以改变薄膜的折射率,在一定范围内可得到所需的任意折射率.

退火处理对Y_2O_3薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射法以Y2O3陶瓷为靶材在单晶Si(111)和石英表面制备了Y2O3薄膜。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-VIS)光谱仪和傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪对真空退火前后Y2O3薄膜的结构和光学性质进行了分析研究。结构研究表明,在200℃条件下制备的Y2O3薄膜为非晶态,经600℃退火后出现单斜相,经800℃退火后薄膜完全转化为立方多晶,同时得到了不同晶面的晶粒尺寸;沉积态的Y2O3薄膜由球状颗粒排列组成,经800℃真空退火后薄膜为柱状晶。光学性质研究发现,真空退火后Y2O3薄膜的红外透过率显著下降;使用Tauc作图法得到不同结晶条件下的光学带隙,发现薄膜的光学带隙与结晶条件有关,并且退火后薄膜的光学带隙明显减小。

Y_2O_3和Nd_2O_3介孔薄膜的制备与表征

以聚乙烯合丁烯-嵌-聚氧乙烯嵌段共聚物(PHB-PEO)作模板,采用蒸发诱导自组装方法,分别制备了Y2O3和Nd2O3介孔薄膜.用小角、广角X射线衍射和透射电子显微镜对薄膜样品在不同的热处理阶段进行了表征.结果表明,所制备的Y2O3和Nd2O3薄膜样品呈现一种大孔径(平均孔径分别约为11.5和12.5nm)、有序的立方扭曲球形孔排列、稳定于450℃并具有部分晶态孔壁结构的介孔薄膜材料.

射频磁控反应溅射法制备Y_2O_3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法制备氧化钇(Y2O3)薄膜。系统研究了工艺参数对Y2O3薄膜沉积速率的影响规律,使用X射线光电子能谱仪(XPS)分析表征了薄膜的成分。结果表明,Y2O3薄膜的沉积速率随射频功率的增大而增大,在合适的溅射压强下沉积速率呈现极大值,O2/Ar气体流量比和衬底温度的影响不明显,对此从理论上进行了解释。制备的薄膜中Y和O元素的原子浓度基本符合Y2O3的化学计量比。

电化学沉积法制备稀土掺杂氧化钇荧光薄膜的发光性能

通过改变氧化钇薄膜中掺杂稀土元素的种类,来控制发光薄膜的荧光发射波长。利用电化学沉积法制备稀土掺杂氧化钇荧光薄膜。电化学沉积法制备的薄膜结晶效果好,掺杂离子分布较均匀,且不需要高温高压或者真空条件,成本很低。所制备的Y2O3:Ln荧光发光薄膜经XRD分析具有立方晶体结构;不同稀土掺杂的氧化钇呈现出不同的表面形貌;掺杂的Ln离子均匀地分布在薄膜中,经测试所有的Y2O3:Ln荧光发光薄膜都显示出较强的发射强度,且发光波长随着掺杂离子的不同而不同:Y2O3:Er3+发绿光,Y2O3:Ce3+发黄绿光,Y2O3:Sm3+发蓝光,Y2O3:Pr3+发橙光。因此,电化学沉积法可用于制备具有不同发光波长的氧化钇荧光薄膜。

光学级金刚石自支撑膜及其镀制Y_2O_3增透膜后的高温抗氧化性

为了提高金刚石膜的红外透过率和高温抗氧化性能,采用纯钇(Y)金属靶,使用直流反应磁控溅射法在光学级金刚石自支撑膜表面制备了Y2O3薄膜。对比研究了光学级金刚石自支撑膜和Y2O3/Diamond/Y2O3复合窗口的高温抗氧化性能,及氧化前后样品表面形貌和红外透过率的变化情况。热分析、扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱仪的研究结果表明Y2O3薄膜对光学级金刚石膜有非常好的抗氧化防护性能,在高达950℃的温度暴露30s后对光学级金刚石膜表面没有造成明显损伤,且仍能保持良好的增透效果(透过率超过80%)。