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反应溅射TiO/AlO和TiN/AlN薄膜的微结构与力学性能

赵文济 , 李一睿 , 胡祖光 , 许辉 , 祝新发 , 李戈扬

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2005.05.006

采用Ti-Al镶嵌复合靶在Ar、N2和O2混合气体中反应溅射制备了一系列TiO/AlO和TiN/AlN薄膜,并采用EDS、XRD、TEM、AFM、SEM和微力学探针研究了薄膜的化学成分、微结构和力学性能.结果表明,随氧分压的提高,TiO/AlO和TiN/AlN薄膜中的氧含量逐步增加,氮含量相应减少,但其(Ti+Al):(O+N)仍保持约为1:1的化学计量比.薄膜保持与(Ti,Al)N薄膜相同的NaCl结构,并形成强烈(200)织构的柱状晶.与此同时,TiO/AlO和TiN/AlN薄膜的硬度和弹性模量也仍保持在与TiN/AlN薄膜相当的35GPa和370~420GPa的高值.由于薄膜中形成了相当含量的氧化物,这类薄膜的抗氧化能力有望得到提高.

关键词: TiO薄膜 , AlO薄膜 , TiN薄膜 , AlN薄膜 , 反应溅射 , 微结构 , 力学性能

脉冲偏压对真空电弧沉积TiN薄膜组织与性能的影响

曾鹏 , 胡社军 , 谢光荣 , 黄拿灿 , 吴起白

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2001.03.014

研究了脉冲偏压对真空电弧沉积TiN薄膜组织与性能的影响.结果表明脉冲偏压幅值在500-1700V,脉宽比在1/25~2/5的范围内,沉积温度低于250℃时膜层组织主要由Ti2N和TiN相构成,随脉冲偏压幅值和脉宽比的增大,晶面的择尤沉积由Ti2N(200)向(002)转变,柱状晶生长程度减弱.膜层具有较高的显微硬度和耐磨性,但在过高的脉冲偏压和脉宽比的沉积条件下,膜层的性能有下降的趋势.

关键词: 脉冲偏压 , 真空电弧沉积 , TiN薄膜 , 组织性能

离子注入与沉积TiN膜层中的残余应力

刘洪喜 , 周荣 , 汤宝寅

材料热处理学报

利用掠入射X射线衍射(GIAXRD)研究了GCr15轴承钢表面等离子体浸没离子注入与沉积(PⅢ&D)氮化钛(TiN)薄膜后膜层表面的应力状态.用X射线衍射(XRD)分析了处理后膜层的化学组成.探讨了薄膜厚度和掠入射角对表面膜层中应力变化规律的影响.结果表明,表面膜层中主要存在TiN相,同时含有少量的TiO2和钛氮氧的化合物.不同工艺下,TiN/GCr15轴承钢试样表面膜层中存在的应力均为压应力;且应力值随着掠入射角度的增大而减小,随着薄膜厚度的增加而降低.

关键词: 等离子体浸没离子注入与沉积(PⅢ&D) , 掠入射X射线衍射(GIAXRD) , TiN薄膜 , 残余应力 , GCr15钢

工艺参数对等离子合成TiN层相结构的影响

王成磊 , 高原 , 卜根涛 , 申罡

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2010.02.014

采用双层辉光等离子渗金属技术,在碳钢表面进行反应合成TiN层,研究了各种工艺参数对合成TiN层相结构的影响.结果表明:当TiN层较薄时,表面能起控制作用,TiN层的生长显示出{lOO)取向生长趋势,使TiN层系统自由能较低;而当TiN层较厚时,应变能占主导因素.对TiN层生长起主要控制作用,使TiN层呈现出{111}择优取向,有利于TiN层系统自由能的降低.即TiN层随厚度增加,{111}择优取向生长越明显.

关键词: 双层辉光 , 择优取向 , TiN薄膜 , 相结构

氩气与氮气流量比对磁控溅射法制备TiN薄膜的影响

刘倩 , 刘莹 , 朱秀榕 , 胡敏

机械工程材料

用直流反应磁控溅射法在Si(100)基底上制备了TiN薄膜,采用X射线衍射仪和原子力显微镜对其结构和形貌进行了表征,利用四探针测试仪测量了TiN薄膜的方块电阻,使用紫外可见分光光度计测定了薄膜反射率;研究了溅射沉积过程中氩气与氮气流量比对TiN薄膜结构及性能的影响.结果表明:在不同氩气与氮气流量比下,所制备薄膜的主要组成相是(200)择优取向的立方相TiN;随着氩气与氮气流量比的增加,薄膜厚度逐渐增大,而表面粗糙度与电阻率先减小后增大;当氩气与氮气流量比为15:1时,薄膜表面粗糙度和电阻率均达到最小值;TiN薄膜的反射率与氩气与氮气流量比的关系不大.

关键词: TiN薄膜 , 磁控溅射 , 氩气 , 氮气 , 流量

电弧离子镀不同色泽TiN薄膜的工艺研究

刘野 , 黄美东 , 路少怀 , 吴功航 , 李洪玉

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2013.05.009

采用电弧离子镀的方法,在硅片上制备TiN仿金装饰膜层,主要研究氮气分压和基体偏压两个工艺参数对TiN薄膜色泽的影响.结果表明,氮气压强对TiN薄膜的色泽有明显的影响和控制作用.随着氮气分压的增大,薄膜的色泽由浅黄色向红棕色变化.实验发现,基体偏压对膜层的色泽也有一定的影响,当氮气分压一定时,施加偏压所得TiN薄膜比不施加的颜色更浅.可见,通过调节基体偏压和氮气流量,可以获得所需颜色的TiN薄膜.

关键词: 多弧离子镀 , TiN薄膜 , 色泽 , 氮气分压 , 基体偏压

TiN薄膜沉积条件对组织结构和结合力的影响

肖娜 , 杜菲菲 , 邢韵

材料与冶金学报 doi:10.14186/j.cnki.1671-6620.2015.03.011

在不同沉积时间和基板温度下,采用反应磁控溅射的方法在Ti6Al4V基板上沉积TiN薄膜,溅射过程中固定溅射总压、溅射功率、氮氩流量比等沉积条件.利用XRD、SEM分别研究了薄膜的微观结构和表面、截面形貌,利用显微硬度仪和划痕仪分别测量了薄膜的硬度和膜基结合力.研究结果表明:随着沉积时间的增加,薄膜硬度和膜基结合力均有增大趋势;随着基板温度的升高,TiN薄膜择优取向由(lll)转向(200)晶面,表面形貌由三角锥转变为片层状,硬度和膜基结合力均呈现升高趋势.

关键词: 反应磁控溅射 , TiN薄膜 , 沉积时间 , 基板温度 , 结合力

离子束流密度和基底温度对TiN纳米薄膜性能的影响

梁爱民 , 徐洮 , 王立平 , 林义民 , 孙蓉

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.04.016

采用低能离子束辅助沉积技术在Si片上制备了TiN纳米薄膜.考察了离子束流密度和基底温度对薄膜性能的影响.研究表明:随着离子束流密度的增大,TiN薄膜的纳米硬度上升,膜基结合力变化不大,薄膜的耐磨性获得了很大改善;制膜时的基底温度升高,薄膜的硬度也会上升,但膜基结合力下降,摩擦系数增大,薄膜的耐磨性下降.

关键词: TiN薄膜 , 离子束辅助沉积 , 结合强度 , 纳米硬度 , 摩擦学性能

NiTi合金基TiN薄膜的血液相容性和耐腐蚀性研究

李波 , 李小侠 , 王天民 , 程峰

稀有金属材料与工程

采用电弧离子镀法在NiTi形状记忆合金表面制备了TiN薄膜,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了TiN薄膜的相组成及表面特性;在生物体外,研究比较了镀膜和未镀膜的NiTi合金的血液相容性和耐腐蚀性.结果表明:TiN薄膜提高了NiTi合金的血液相容性,并使Ni离子的释放率约降低了1个数量级,有效地提高了NiTi合金的耐腐蚀性.薄膜越厚性能提高的效果越显著.

关键词: NiTi形状记忆合金 , TiN薄膜 , 血液相容性 , 耐腐蚀性

磁控溅射制备TiN薄膜影响因素的研究

胡敏 , 刘莹 , 赖珍荃 , 刘倩

功能材料

采用磁控溅射法在硅基片表面沉积TiN薄膜,研究了溅射气压、氮气流量、氩气流量、溅射电流等溅射参数对TiN薄膜导电性能的影响.实验参数采用正交设计法选取,经模糊分析得出,所考察的因素对薄膜光催化性能的影响次序由大到小依次为溅射电流、气体流量、溅射气压.进一步研究影响最大的溅射电流对薄膜结构与电学性能的影响,结果发现:溅射电流的增大使溅射粒子的动能随之增大,薄膜生长加快;薄膜的电阻率存在最小值.

关键词: 磁控溅射 , TiN薄膜 , 正交试验 , 溅射电流

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