材料期刊网，材料期刊，材料类期刊，材料期刊投稿

铝合金表面磁控溅射TiN薄膜的性能

利用中频反应磁控溅射技术在铝合金表面成功制备TiN薄膜,通过改变氮气流量、溅射时间、靶功率可以在铝合金表面沉积不同颜色、不同附着力、不同硬度的TiN薄膜,显著改善铝合金表面的性能.采用国际照明委员会CIE1976(L*、a*、b*)来标定薄膜颜色,利用CM-2600d分光测色计研究TiN薄膜的反射率曲线、色差及色彩仿真;采用划格法测量附着力大小并评级;采用MH-6显微硬度计测量TiN薄膜硬度.结果表明,当氮气流量为18 mL/min溅射时间为10 min,靶功率为5 kW时,TiN薄膜呈仿金色,薄膜附着力评为0级,薄膜硬度为427.8 HV,TiN薄膜具有优良的性能.

关键词: 中频磁控溅射 , 铝合金 , TiN薄膜 , 附着力 , 硬度

氮气流量对ZrN/Zr薄膜色度特性的影响

李新领 , 周志男 , 孙维连 , 孙铂 , 王会强 , 安广

表面技术

采用中频孪生靶磁控溅射技术,在不锈钢和铝基体上沉积出ZrN/Zr薄膜,表征了薄膜的厚度、色度及表面形貌,研究了氮气流量对ZrN/Zr薄膜的沉积速率和色度的影响.结果表明:随着氮气流量的增加,薄膜的沉积速率先降低,后升高,氮气流量在2.5×10-10～3.5×10-10 m3/s范围内时对薄膜的沉积速率影响很小;随着氮气流量的变化,薄膜的颜色呈现规律性的变化,在氮气流量2.5×10-10～3.5×10-10 m3/s范围内,可以制备出色彩亮丽的仿金薄膜ZrN,且膜层致密.

关键词: 氮气流量 , ZrN/Zr薄膜 , 色度 , 沉积速率 , 中频孪生靶

工艺参数对磁控溅射ZrN膜耐腐蚀性能的影响

孙维连 , 程越 , 王会强 , 李新领 , 孙铂

材料保护

为寻求真空磁控溅射ZrN膜耐蚀性与其溅射工艺间的规律，在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面以不同的工艺参数真空磁控溅射了系列ZrN膜。通过中性盐雾试验确定了不同工艺参数所得ZrN膜的耐蚀性等级。结果表明：ZrN膜耐蚀性随N2流量的增加先增加，但超过15mL／min后，膜的耐蚀性反而下降；ZrN膜耐蚀性随反应温度升高而增强；ZrN膜的耐蚀性随反应时间的增加越来越好，但超过15min后，膜的耐蚀性不再增强；以ZrN膜的耐蚀性为依据，最佳溅射工艺参数为N2流量15mL／min，反应时间15min，反应温度200℃。

关键词: 真空磁控溅射 , 工艺参数 , ZrN膜层 , 耐蚀性

磁控溅射温度与时间对ZrN薄膜附着力的影响

孙维连 , 李颖 , 赵亚玲 , 王会强 , 孙铂 , 李新领

材料热处理学报

采用非平衡磁控溅射技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢上制备了ZrN薄膜。用SEM、EDS观察并分析了薄膜的表面形貌和成分,用光电轮廓仪测量了膜层厚度。并采用划格法测试不同溅射时间和温度制备的薄膜附着力大小。分析不同溅射时间和温度对薄膜附着力的影响规律。结果表明,通过调节磁控溅射时间和温度可以得到具有一定厚度,成分稳定,结构致密的ZrN薄膜,且溅射时间在1-20 min范围内时间越长薄膜附着力越大,溅射时间超过20 min,附着力趋于稳定;溅射温度在30-90℃范围内温度越高薄膜附着力越大,超过90℃溅射温度继续升高附着力减小。

关键词: ZrN薄膜 , 附着力 , 溅射时间 , 溅射温度

空冷器低碳10钢管开裂分析和组织性能

王会强 , 邢艳秋 , 孙维连 , 董婷婷 , 罗兆伟

材料热处理学报

针对空冷器用低碳10钢管扩孔过程中产生的开裂,借助直读光谱仪,SEM、EDS和OM等设备对开裂钢管原材料的化学成分,显微组织和物相进行分析,并测试原材料的力学性能(抗拉强度、屈服强度和伸长率).结果表明,在开裂钢管断口附近存在大量非金属夹杂物,显微组织中在铁素体晶界处存在较多未溶的渗碳体,导致钢管的脆性增大、韧性降低,直接引起钢管在扩孔过程中产生开裂.通过严格控制原材料品质,降低10钢管在正火热处理过程中的冷却速度,可以避免10钢管在使用中产生开裂.

关键词: 空冷器 , 低碳10钢管 , 开裂 , 渗碳体

采用中频反应磁控溅射技术沉积氮化锆薄膜

杨钰瑛 , 孙维连 , 李新领 , 王会强 , 孙玉梅

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.02.007

采用中频反应磁控溅射技术沉积ZrN薄膜,在真空镀膜机内对称安装了3对矩形孪生靶.利用等离子体发射光谱和质谱仪QMS200分别实时监控真空炉内靶材表面的谱线变化和各种气氛的分压强,并通过控制系统氮气流量自动调控,从而消除了靶中毒和打火现象,确保了溅射镀膜的稳定进行.通过对氮化锆膜层的显微组织观察、X射线衍射和俄歇半定量分析,沉积的氮化锆薄膜膜层致密,与基体的结合牢固.结果表明:当炉内氮气分压强为45%,控制靶电压200V,靶电流为25A,逐步调节Ar与N2比例,可获得成分均匀,膜层致密,结合力较好的金黄色氮化锆薄膜.

关键词: 中频溅射 , 孪生对靶 , 氮化锆 , 薄膜

磁控溅射基片负偏压对Ti/TiN复合纳米薄膜择优取向的影响

王会强 , 邢艳秋 , 孙维连 , 董婷婷 , 孙铂

材料热处理学报

采用中频反应磁控溅射技术,以高纯Ti(99.99％)为靶材,以高纯氮气(99.99％)为反应气体,在铝合金基片上沉积Ti/TiN复合纳米膜层.通过XRD、SEM、EDS等分析Ti/TiN复合纳米膜层微观组织和物相结构,研究基片负偏压对Ti/TiN复合纳米薄膜择优取向生长的影响.研究表明,将片加上-150 V负偏压时,Ti/TiN薄膜优先沿(111)面生长;将基片加上-200 V负偏压时,Ti/TiN薄膜优先沿(220)面生长;将基片加上-350 V负偏压时,Ti/TiN薄膜优先沿(200)面生长.继续增大基片负偏压时,由于薄膜中Ar离子浓度大幅增长,高能离子长时间轰击破坏晶粒取向性,使薄膜呈无择优取向.

关键词: 磁控溅射 , 纳米膜层 , 择优取向 , 基片负偏压

磁控溅射ZrN薄膜厚度对其色度的影响

孙维连 , 安广 , 孙铂 , 王会强 , 李新领

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.02.013

采用中频非平衡磁控溅射技术在镜面不锈钢板上制备了ZrN薄膜,通过改变镀膜时间控制ZrN薄膜的厚度.用色差仪测定了不同厚度ZrN薄膜的L*,a*和b*值,绘制出不同厚度ZrN薄膜的L*,a*和b*值的变化曲线图,得出膜层厚度对薄膜色度的影响规律:膜层厚度低于63.7 nm时,随着膜层厚度的增加,L*和a*值无变化,b*值呈线性递增,且颜色逐渐趋于金黄色；膜层厚度高于63.7 nm时,随着膜层厚度的增加,薄膜颜色坐标未有明显变化,颜色为稳定的金黄色.

关键词: 沉积速率 , 膜层厚度 , ZrN薄膜 , 色度