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LED被称为第四代光源，具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。金属钨具有良好的导热性、导电性及焊接性能，在Q235钢LED支架（简称Q235钢，下同）表面，用磁控溅射沉积金属钨代替电镀金属银，可以节约金属银、减少环境污染、降低生产成本。 本项目与企业合作进行初步的探索性基础和应用研究。利用磁控溅射技术，在先期已经沉积金属铜的Q235钢基体表面再沉积金属钨薄膜，并研究了工艺参数对于金属钨薄膜的组织结构、物理和力学的影响。利用WS‐2005型附着力自动划痕仪进行金属钨沉积层结合力检测；利用JEOL/JSM‐5610LV型SEM和蔡司光学金相显微镜进行复合镀层表面质量、表面形貌、组织状态、组织特征和沉积厚度进行检测和表征；利用Bruk‐er‐axs‐D8型X射线衍射仪进行镀层的结构分析；利用SEM进行复合镀层表面成分分析及分布均匀性研究；利用表面电阻检测仪进行电导率的检测；利用金线与基体进行焊接，并检测焊接性能；利用专用仪器检测复合层导热性；考核复合镀层在DHG‐9015烘烤箱中的耐高温性能并对其部分使用性能进行检测。 研究结果如下： 1.溅射时间的影响 （1）沉积层厚度随着溅射时间的增长呈非线性增加，溅射时间分别为20min，30min，40min，50min时，对应的沉积层厚度分别为1μm，2μm，2.5μm，3μm； （2）沉积层与基体材料间具有良好的结合力，溅射时间分别为20min，30min，40min，50min时，对应的结合力分别为19N，22N，28N，32 N，其中溅射时间为50min试样结合力最高，达到32N； （3）随着磁控溅射时间的增加，表面硬度也在增加。溅射时间分别为20min，30min，40min，50min时，对应的沉积层硬度分别为189.6 Hv0.05,195.4 Hv0.05,201.3 Hv0.05,230.0 Hv0.05，其中在50min时最高，为230.0 Hv0.05； 2.溅射功率的影响 （1）功率为0.9kW时，沉积层厚度大概为1μm，功率增加到1.3 kW时，沉积层厚度大概为2μm，功率为2 kW时，沉积层的厚度约为2.5μm。随着溅射功率的增大，沉积层的厚度也在增加； （2）溅射功率为0.9kW，1.3kW，2.0kW时，对应的平均结合力分别约为28N，30N，32 N。适当的提高磁控溅射功率可部分提高结合强度； （3）随着磁控溅射功率的增加，沉积层表面硬度整体上并没有太明显的变化。溅射功率为0.9kW，1.3kW，2.0kW时，对应的表面硬度分别为206.4Hv0.05，180.9Hv0.05，180.3Hv0.05。电流为2A时，沉积层表面平均硬度为206.4Hv0.05； 3.负偏压的影响 （1）溅射负偏压为‐100V时，沉积层厚度大概为0.5μm；负偏压为‐200V时，沉积层厚度大概为0.6μm；负偏压为‐300V时，沉积层厚度大概为2μm；负偏压为‐400V时，沉积层厚度大概为1.8μm。随着负偏压增大，沉积层薄膜的厚度先增加后减小； （2）溅射负偏压为‐100V，‐200V，‐300V，‐400V时，对应的平均结合力分别约为20N、40N、42N、23N。负偏压为‐300V时，结合力最好，为42N； （3）负偏压的变化对试样表面硬度没有很明显的影响。溅射负偏压为‐100V，‐200V，‐300V，‐400V时，对应的表面硬度分别为202.2Hv0.05，189.5Hv0.05，184.3 Hv0.05，187.2 Hv0.05； 4.沉积温度的影响 （1）不加热时，沉积层厚度大概为1μm；温度为100℃时，沉积层厚度大概为2μm；温度为150℃时，沉积层厚度大概为2.2μm；温度为200℃，沉积层厚约为2.5μm。随着磁控溅射温度的增加，钨沉积层的厚度也增加； （2）磁控溅射工作温度为不加热，100℃，150℃，200℃时，对应的平均结合力分别约为15N，30N，25N，22N。磁控溅射温度为100℃时结合力最好，为30N； （3）磁控溅射工作温度为不加热，100℃，150℃，200℃时，对应的表面硬度分别为161Hv0.05，396Hv0.05，210Hv0.05，178Hv0.05。随着磁控溅射温度的增加，试样表面硬度升高后降低。在磁控溅射温度为100℃时，表面硬度值最高，为396Hv0.05。温度超过100℃后，再增加温度，表面硬度反而降低了； 5.性能的研究结果 （1）表面处理支架的表面存在着白膜现象，可能会影响到焊接性能，有待进一步研究提高； （2）将经过固晶的试片进行焊接处理，焊线无PR识别不良。但是支架表面镀层粗糙（主要是绿管负极），存在二焊不良隐患，生产过程中，在二焊焊不上的比例较高，有待进一步研究提高； （3）用微欧计检测沉积钨层的导电性:电阻率小于1.5×10-6Ω.m，电阻温度系数小于0.0052/℃，达到了预期的技术指标； （4）抗氧化性:用烘烤箱在温度为180℃条件下烘烤8个小时不变色，完全满足使用要求； （5）表面处理支架成品在冷热冲击试验100回合后，灯珠较白，产线正常品的灯珠胶体黄变较严重，表面处理的试样与胶水的结合性能较好，Ag层支架功能区下表面未被红墨水渗透，新表面处理支架功能区下表面、尤其是碗杯下表面被红墨水渗透严重，说明密封性不好，有待进一步研究提高。