徐淑艳
,
马欣新
,
孙明仁
,
方丽红
稀有金属材料与工程
采用直流磁控溅射法制备了B-C-N薄膜.通过改变基体偏压,研究其对薄膜的成分、结构和力学性能的影响.X射线光电子谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)试验结果表明薄膜中存在着B-C,B-N,C-C和C-N键,说明薄膜中B,C,N 3种元素达到了原子级化合.随基体偏压增大,薄膜无序化程度增强.纳米硬度测试结果表明,随着基体偏压的增,纳米硬度和弹性模量不断增加.
关键词:
BCN薄膜
,
直流磁控溅射
,
组织结构
,
性能
田晶泽
,
夏立芳
,
马欣新
,
孙跃
,
孙明仁
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2000.02.004
用电子束蒸发纯硼,在硅片上沉积不同厚度的硼膜,然后用等离子体基离子注入(PBⅡ)技术在硼膜上注入氮以形成氮化硼(BN).用XPS分析膜的成分深度分布及化学价态;用傅里叶变换红外(FTIR)透射谱分析膜的结构.氮在膜中呈类似高斯分布,随着注入电压增大, 膜的N/B比增大且影响氮在膜中的分布,在较高的注入电压时,膜基间产生界面混合.对XPS B1s谱进行Gauss-Lorentz拟合表明:硼在膜中以BN及游离态两种形式存在.FTIR分析结果表明:当注入电压较低,时间较短时,膜中存在非晶态形式的氮化硼(a-BN);增大注入电压及注入时间,向六方形式的氮化硼(h-BN)转化;原始硼膜的厚度小有助于h-BN的形成.
关键词:
等离子体基离子注入
,
氮化硼
,
傅里叶变换红外谱
李金龙
,
孙明仁
,
马欣新
,
唐光泽
,
金银玉
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.01.010
采用Ti、N等离子体基离子注入和先在基体表面沉积纯钛层然后离子注氮混合两种方法在铝合金基体上制备了TiN膜.利用XPS分析了两种方法制备TiN薄膜的成分深度分布和元素化学价态,并用力学性能显微探针测试对比了TiN膜的纳米硬度.研究表明:两种方法制备的薄膜均由TiN组成,Ti、N等离子体基离子注入薄膜中Ti/N≈1.1,而离子注入混合薄膜中Ti/N≈1.3,Ti、N等离子体基离子注入薄膜表面区域为TiN和TiO2的混合组织,TiN含量多于TiO2,离子注入混合薄膜表面主要是TiO2;Ti、N等离子体基离子注入所制备的薄膜的纳米硬度峰值为12.26 GPa,高于离子注入混合的7.98 GPa.
关键词:
等离子体基离子注入
,
TiN膜
,
XPS
,
成分深度分布
,
元素化学价态
,
纳米硬度
孙明仁
,
夏立芳
,
孙跃
,
马欣新
,
孙立海
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.01.013
以乙炔为气源,用等离子体基脉冲偏压沉积(plasma based pulsd bias deposition缩写PBPBD)技术进行了不同负脉冲偏压条件下制备DLC膜的试验.通过X射线光电子谱(XPS)、激光喇曼光谱[Raman]以及电阻分析方法考察了负脉冲偏压幅值对DLC膜化学结构的影响.结果表明由-50 kV到-10 kV随负脉冲偏压降低,DLC膜中SP3键分数单调增加,但当脉冲偏压为0时形成高电阻的类聚合物膜,说明荷能离子的轰击作用是形成DLC化学结构的必要条件.键角混乱度和SP2簇团尺寸与脉冲偏压之间不具有单调关系,在中等幅值负脉冲偏压条件下,键角混乱度较大且SP2簇团尺寸细小.
关键词:
脉冲偏压
,
DLC膜
,
化学结构
孙明仁
,
夏立芳
,
孙跃
,
马欣新
,
李光
,
张振信
材料研究学报
用等离子体基脉冲偏压技术制备了DLC(类金刚石碳)膜,DLC膜硬度值达30GPa,电阻值达100MΩ以上. 降低脉冲负偏压峰值及适量引入氢气可促进SP3结构的形成,但氢气量超过一定阈值后SP2束片尺寸细化,SP2键含量有增加的趋势. 在GCr15轴承钢基体上经磁近代溅射沉积约300nm纯Ti层,再用脉冲偏压技术沉积DLC膜的改性层,在DLC膜与GCr15钢基体之间形成了C-Ti成分渐变的梯度层.
关键词:
等离子体
,
null
,
null
夏立芳
,
孙明仁
无机材料学报
用核反应分析方法,对等离子体基脉冲偏压沉积DLC膜的氢分布和氢含量进行了较系统的研究.结果表明,用等离子体基脉冲偏压沉积技术可获得较低氢含量的DLC膜;其氢含量范围约为6at％～17at％,且氢沿膜厚是均匀分布的,随等离子体密度及离化率降低,DLC膜的氢含量增加,荷能离子对生长表面的轰击具有较强的析氢作用,工作气体中引入氢气促进DLC膜中氢的析出.
关键词:
DLC膜
,
hydrogen distribution
,
hydrogen content
于伟东
,
夏立芳
,
孙跃
,
马欣新
,
孙明仁
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2000.08.006
采用金属等离子体基离子注入的方法,在Ag基体上注入了Al.用X射线光电子能谱仪(XPS)对注入层的Al浓度-深度分布和化学态进行了分析.用X射线衍射法(XRD)对注入层和非平衡磁控溅射的Al沉积层相组成进行了测定和比较,选用小掠射角(3°)XRD对注入层的相组成进行了测定.结果表明,注入层中Al浓度沿深度方向逐渐降低,表面有Ag原子存在;近表面处形成了Ag-Al固溶体并且出现了少量的μ-Ag3Al相;较深处有氧化铝的形成,出现Ag-Al固溶体、μ-Ag3Al相和氧化铝三相共存;更深处,Al含量很快下降,Ag-Al固溶体消失,出现μ-Ag3Al相和氧化铝共存.μ-Ag3Al相为β-Mn复杂立方结构,可以在很宽的Al含量范围内形成,而Al沉积层中未出现Ag3Al相.
关键词:
金属等离子体
,
等离子体基离子注入
,
Ag
,
X射线光电子能谱
,
掠射X射线衍射
夏立芳
,
孙明仁
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.04.022
用核反应分析方法,对等离子体基脉冲偏压沉积DLC膜的氢分布和氢含量进行了较系统的研究.结果表明,用等离子体基脉冲偏压沉积技术可获得较低氢含量的DLC膜,其氢含量范围约为6at%～17at%,且氢沿膜厚是均匀分布的,随等离子体密度及离化率降低,DLC膜的氢含量增加,荷能离子对生长表面的轰击具有较强的析氢作用,工作气体中引入氢气促进DLC膜中氢的析出.
关键词:
DLC膜
,
氢分布
,
氢含量
李金龙
,
孙明仁
,
马欣新
材料热处理学报
采用等离子体基氧离子注入技术对Ti6Al4V合金进行表面处理.注入电压选取- 50 kV,注入剂量为4.5×1017 ions/cm2.氧离子注入后对注入样品进行不同温度的真空退火处理.真空退火后,样品表面形貌发生显著变化.随着退火温度增加,先后出现点状、条状缺陷和浅白色块状区.500℃真空退火后样品表面粗糙度变化不大,600℃真空退火后样品表面粗糙度急剧增加.真空退火导致注氧层中氧流失,并且不能在注氧层中析出结晶相.
关键词:
Ti6Al4V合金
,
氧离子注入
,
表面形貌
,
结构
李金龙
,
马欣新
,
孙明仁
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.z1.068
采用等离子体基氧离子注入技术对Ti6A14V合金进行表面改性.注入负脉冲电压分别为10、20、30、40、50kV,注入剂量为0.6×1017 ions/cm2.用XPS分析了注氧层中元素的分布和化学态.结果显示,注入电压增加,氧的浓度深度分布增加.注入氧元素的浓度深度分布曲线不同于束线式注入氧元素的类高斯分布,表面氧浓度最大,随着深度的增加出现一个略倾斜的氧浓度平台,该平台的宽度随注入电压增加而增加.氧离子注入引起基体元素Ti、Al、V的浓深分布发生变化,近表面区域Ti的原子百分含量减少,Al的含量增高,而V未检测到.并且随着注入电压的增加,近表面区域富集Al的浓度明显增加,富Al贫V的区域也明显加大.注入样品的改性层具有相似的层状结构,由表及里依次为表面污染层、TiO2和Al2O3组成薄的外层、内层在改性层中占的比例最大,由TiO2、Ti2O3、TiO、Ti、Al、Al2O3,V和VO组成.
关键词:
Ti6A14V
,
氧等离子体基离子注入
,
X射线光电子能谱
,
层状结构
