薄膜技術(shù)廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)制造業(yè),可以有效提高材料表面的硬度、摩擦性能、耐腐蝕性等。真空陰極電弧沉積具有離化率高和沉積速率大的特點,但在膜層表面不可避免的存在大顆粒。陰極脈沖弧源可以顯著降低大顆粒數(shù)量并提高離化程度,直流組合脈沖弧可保持電弧穩(wěn)定。本文通過真空陰極脈沖弧離子鍍技術(shù)增強真空室內(nèi)氣體離化,增大基體電流,以制備高性能AlCrN薄膜。AlCr靶放電特性實驗結(jié)果表明,脈沖電源獲得基體電流要遠高于直流電源。隨著脈沖峰值電流的提高,基體偏流增加;當偏壓增加時,基體偏流稍稍增加;基體偏流隨氣壓的增加而減少。光譜特性結(jié)果表明,隨峰值電流的提高,粒子特征譜線強度更高;隨偏壓的增加,粒子特征譜線強度稍稍增大;隨氣壓的提高,金屬粒子光譜峰強度減弱,氣體粒子譜線強度增加。分別通過高電流脈沖電弧源和傳統(tǒng)直流電弧源制備AlCrN薄膜,研究峰值電流和氣體壓力對AlCrN薄膜組織結(jié)構(gòu)及機械性能的影響,如表面截面形貌、相組成、納米硬度、膜基結(jié)合力。表面截面形貌顯示,脈沖弧源制備薄膜表面形貌更好、組織更加致密。隨脈沖峰值電流的增大、氣壓的升高,大顆粒的尺寸減小;隨著脈沖峰值電流的增加、氣壓的升高,組織變得致密,晶...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 多弧離子鍍原理及特點
    1.3 陰極脈沖電弧離子鍍研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及方法
    2.1 多功能離子鍍系統(tǒng)
        2.1.1 實驗設(shè)備
        2.1.2 脈沖電源系統(tǒng)
    2.2 實驗材料
    2.3 放電實驗
    2.4 實驗工藝設(shè)計
        2.4.1 清洗
        2.4.2 沉積過渡層
        2.4.3 AlCrN薄膜沉積
    2.5 組織結(jié)構(gòu)及性能分析方法
        2.5.1 X射線衍射分析
        2.5.2 掃描電子顯微鏡分析
        2.5.3 壓痕實驗
        2.5.4 光學(xué)顯微鏡觀察
        2.5.5 光譜分析
        2.5.6 納米硬度測試
第3章 AlCr靶脈沖電弧放電特性的研究
    3.1 氬氣條件下峰值電流的影響
    3.2 氮氣條件下峰值電流的影響
    3.3 氬氣條件下偏壓的影響
    3.4 氮氣條件下偏壓的影響
    3.5 氬氣條件下氣壓的影響
    3.6 氮氣條件下氣壓的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 AlCr靶脈沖電弧放電光譜特性的研究
    4.1 氬氣條件下峰值電流的影響
    4.2 氮氣條件下峰值電流的影響
    4.3 氬氣條件下偏壓的影響
    4.4 氮氣條件下偏壓的影響
    4.5 氬氣條件下氣壓的影響
    4.6 氮氣條件下氣壓的影響
    4.7 本章小結(jié)
第5章 脈沖電弧制備AlCrN薄膜結(jié)構(gòu)性能的研究
    5.1 AlCrN薄膜的表面形貌
    5.2 AlCrN薄膜的截面形貌
    5.3 AlCrN薄膜XRD相結(jié)構(gòu)分析
    5.4 AlCrN薄膜膜基結(jié)合力
    5.5 AlCrN薄膜納米硬度
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3816010