电场增强阴极弧放电及Ti(Al,Cr)SiCN薄膜制备和性能研究

目录

第1 章绪 论

1.1 引言

1.2 阴极弧技术

1.2.1 阴极弧技术原理

1.2.2 阴极弧技术特点

1.2.3 离子轰击作用的原理

1.3 离化增强技术

1.3.1 脉冲偏压增强

1.3.2 热丝增强离化

1.3.3 阳极层离子源增强离化

1.3.4 脉冲阴极弧增强离化

1.3.5 电场增强离化

1.3.6 其他增强离化

1.4 TiSiCN薄膜的研究现状

1.5 TiAlCr(Si, C)N 薄膜的研究现状

1.6 本文的主要研究内容

第2 章 电场增强阴极弧技术及实验方法

2.1.1 电场增强阴极弧原理

2.1.2 辅助阳极的设计及优化

2.1.3 真空室导电性的影响

2.2.1 实验材料

2.2.1 四甲基硅烷

2.3 实验工艺

2.3.1 等离子体放电特性测试

2.3.2 等离子体光谱特征

2.3.3 TiSiCN和TiAlCrSiCN薄膜沉积工艺

2.4.1 扫描电子显微镜分析

2.4.2 X射线衍射分析

2.4.3 X射线光电子能谱

2.4.4 纳米硬度和模量

2.4.5 压痕韧性测试

2.4.6 膜基结合力测试

2.4.7 摩擦学性能测试

2.4.9 电化学腐蚀测试

第3 章电场增强阴极弧放电特性

3.1 电场增强阴极弧放电效应

3.2 辅助阳极电流对放电的影响

3.2.1 Ar气氛下辅助阳极电流对放电的影响

3.2.2 N2气氛下辅助阳极电流对放电的影响

3.2.3 N2+TMS混合气氛下辅助阳极电流对放电的影响

3.3 辅助阳极线圈励磁电流对放电的影响

3.3.1 Ar气氛下线圈励磁电流对放电的影响

3.3.2 N2气氛下线圈励磁电流对放电的影响

3.3.3 N2+TMS混合气氛下线圈励磁电流对放电的影响

3.4 辅助阳极线圈位置对放电的影响

3.4.1 Ar气氛下线圈位置对放电的影响

3.4.2 N2气氛下线圈位置对放电的影响

3.4.3 N2+TMS混合气氛下线圈位置对放电的影响

3.5 辅助阳极电场增强放电机理

3.5.1 工作气体介质对阴极弧增强放电的影响

3.5.2 阴极弧增强放电

3.6 本章小结

第4 章电场增强阴极弧放电等离子体光谱特性

4.1 电场增强阴极弧发射光谱分析

4.2.1 Ar工作气氛下光谱强度的变化

4.2.2 N2和TMS混合工作气氛下光谱强度的变化

4.2.3 TMS工作气氛下光谱强度的变化

4.3 辅助阳极电流对电子温度和离化率的影响

4.4 气体增强放电效应

4.5 本章小结

第5 章电场增强阴极弧制备TiSiCN 薄膜结构和性能

5.1 TiSiCN薄膜的组织和结构

5.1.1 TiSiCN薄膜的表面形貌和EDS

5.1.2 TiSiCN薄膜的化学态

5.1.3 TiSiCN薄膜的截面形貌及沉积速率

5.1.4 TiSiCN薄膜的相结构

5.2.1 TiSiCN薄膜的硬度和弹性模量

5.2.2 TiSiCN薄膜的结合力

5.2.3 TiSiCN薄膜的韧性

5.2.4 TiSiCN薄膜的耐高温性能

5.2.5 TiSiCN薄膜的耐腐蚀性能

5.2.6 TiSiCN薄膜的摩擦磨损性能

5.3 本章小结

第6 章电场增强阴极弧TiAlCrSiCN 薄膜结构和性能

6.1 TiAlCrN薄膜的硬度和韧性

6.2 TiAlCrSiCN薄膜的组织和结构

6.2.1 TiAlCrSiCN薄膜的表面形貌和EDS

6.2.2 TiAlCrSiCN薄膜的化学态

6.2.3 TiAlCrSiCN薄膜的截面形貌及沉积速率

6.2.4 TiAlCrSiCN薄膜的相结构

6.3 TiAlCrSiCN薄膜的力学性能

6.3.1 TiAlCrSiCN薄膜的硬度和弹性模量

6.3.2 TiAlCrSiCN薄膜结合力

6.3.3 TiAlCrSiCN薄膜的韧性

6.3.4 TiAlCrSiCN薄膜的耐高温性能

6.3.6 TiAlCrSiCN薄膜的耐腐蚀性能

6.3.5 TiAlCrSiCN薄膜的摩擦磨损性能

6.4 电场增强阴极弧薄膜制备

6.4.1 电场增强阴极弧沉积薄膜强韧化机理

6.4.2 TiSiCN/AlCrSiCN厚膜制备探索

6.6 本章小结

结 论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致 谢

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