李红凯
,
林国强
,
董闯
,
闻立时
金属学报
用脉冲偏压电弧离子镀设备在保持脉冲偏压一致和工作气压恒定的条件下, 控制不同氮流量
在硬质合金基体上制备了不同氮含量的CNx薄膜. 用SEM, GIXRD, XPS, 激光Raman谱和纳米压
入等方法分别研究了薄膜的表面形貌、成分、结构与性能. 结果表明, 随着氮流量的增加, 薄膜中氮
含量先是线性增加然后趋于平缓, 薄膜呈非晶结构且为类金刚石薄膜, 其硬度与弹性模量随着氮含量
增加先增加后下降, 在x=0.081时出现最大值, 分别为32.1 GPa和411.8
GPa. 分析表明, 通过氮含量
的改变而使sp3键含量发生改变是影响薄膜性能变化的重要因素.
关键词:
氮化碳薄膜
,
pulsed bias
,
arc ion plating
,
microstructure
,
properties
李红凯刘琪林国强董闯
金属学报
用脉冲偏压电弧离子镀设备在保持偏压一致和工作气压恒定的条件下, 控制不同氮(N)流量,在硬质合金基体上制备了不同成分的C--N--Cr薄膜. 用SEM, XPS, GIXRD, 激光Raman谱和纳米压入等方法分别研究了薄膜的表面形貌、成分、结构与性能. 结果表明, 随着N流量增加, 薄膜中N含量先是线性增加然后趋于平缓, Cr含量先是基本保持不变然后线性减少. 在N流量不超过20 mL/min时,薄膜保持较高的硬度(>30 GPa)与弹性模量(>500 GPa); 当N流量超过20 mL/min时, 薄膜硬度与弹性模量急剧下降, 在N流量为100 mL/min时硬度与弹性模量仅为13.6与190.8 GPa.
关键词:
C-N-Cr薄膜
,
pulsed bias
,
arc ion plating
,
microstructure
,
property
白晓
,
林国强
,
董闯
,
闻立时
金属学报
针对脉冲偏压电弧离子镀技术，分析了影响基体沉积温度的各项因素及其影响程度。在直流偏压电弧离子镀沉积温度计算模型的基础上，在偏压输出波形为近方波的相对规范形状的条件下，将脉冲离子轰击输入能量功率等效成直流输入功率与占空比的乘积，再基于能量平衡原理建立脉冲偏压电弧离子镀基体沉积温度的理论计算模型，最后用实测的沉积温度对计算模型进行检验，在－1000——0 V的偏压范围内，理论与实验得到了好的吻合。
关键词:
电弧离子镀
,
pulsed bias
,
deposited temperature
张敏
,
林国强
,
董闯
,
闻立时
金属学报
采用脉冲偏压电弧离子镀技术在玻璃基片上制备均匀透明的非晶二氧化钛薄膜，在0～900V范围内改变脉冲偏压幅值，考察其对氧化钛薄膜光学性能的影响。结果表明，室温下沉积态薄膜为非晶态。脉冲偏压对薄膜光学性能有明显的影响。随着脉冲偏压的升高，薄膜沉积速率以100V为界先高后低；薄膜的吸收边先红移后蓝移，但光学带隙Eg基本无变化，约为3.27eV；300V偏压时薄膜达到原子级表面平滑度，RRMS为0.113nm，因而薄膜折射率也最高，nλ＝550达到已有报道的最高值2.51。
关键词:
非晶二氧化钛薄膜
,
pulsed bias
,
arc ion plating
张臣
,
黄美东
,
陈泽昊
,
王萌萌
,
王宇
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.10.004
目的：( Ti,Cu) N薄膜是一种新型的硬质涂层材料,关于其结构和性能的研究报道还较少。研究脉冲偏压对( Ti,Cu) N薄膜结构与性能的影响规律,以丰富该研究领域的成果。方法将多弧离子镀和磁控溅射离子镀相结合构成复合离子镀技术,采用该技术在不同脉冲偏压下于高速钢基体表面制备( Ti,Cu) N薄膜。分析薄膜的微观结构,测定沉积速率及薄膜显微硬度,通过摩擦磨损实验测定薄膜的摩擦系数。结果在不同偏压下获得的(Ti,Cu)N薄膜均呈晶态,具有(200)晶面择优取向,当脉冲偏压为-300 V时,薄膜的择优程度最明显。随着脉冲偏压的增加,薄膜表面大颗粒数量减少且尺寸变小,表面质量提高；沉积速率呈现先增大、后减小的趋势,在脉冲偏压为-400 V时最大,达到25.04 nm/min；薄膜硬度也呈现先增大、后减小的趋势,在脉冲偏压为-300 V时达到最大值1571.4 HV。结论脉冲偏压对复合离子镀( Ti,Cu) N薄膜的表面形貌、择优取向、沉积速率和硬度均有影响。
关键词:
复合离子镀
,
(Ti,Cu) N薄膜
,
脉冲偏压
,
表面形貌
,
结构
,
力学性能
G.Q.Lin
,
Z.F.Ding
,
D.Qi
金属学报(英文版)
Arc deposition, a widely used surface coating technique, has disadvantages such aslarge droplet size and high deposition temperature. Recent trend in its renovation isthe introduction of pulsed bias at the substrate. The present paper attempts to describethe deposition process of TiN films using this technique with emphasis laid on theunderstanding of the basic problems such as discharge plasma properties, temperaturecalculation, and droplet size reduction. We show that this technique improves thefilm microstructure and quality, lowers deposition temperature, and allows coatingson insulating substrates. After analyzing load current oscillation behaviors, we havedetermined that the plasma load is of capacitance nature due to plasma sheath and thatit is equivalent to a circuit element consisting of parallel capacitance and resistance.At last, we point out the remaining problems and future development of the pulsed-biasarc deposition technique.
关键词:
arc deposition
,
null
,
null
