过滤式阴极弧等离子体设备的研制和纳米TiN薄膜的制备研究

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该论文首先介绍了等离子体的基本概念和特征,评述了阴极弧等离子体技术的源流、物理过程和发展现状,并对宏观粒子过滤器作了较为细致的评价.指出宏观粒子的预防和移除是阴极弧等离子体技术的核心议题.结合过滤器扼要介绍了这项技术在工业上的应用.在长期的研究工作中,我们根据实际情况,经过精心设计和对现存设备的改造,研制出两套弯曲型磁过滤阴极弧等离子体镀膜装置,通过摸索逐步解决了装置装配与调试中遇到的诸多问题.我们利用研发的设备在室温下沉积出了纳米结构的TiN高质量硬质薄膜.用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、动摩擦系数精密测定仪、纳米压痕仪和扫描电镜等材料现代分析技术对制备的TiN薄膜进行了结构和性能表征.分析结果表明,基底偏压的大小对薄膜的结构和性能都有很大影响.TiN块体材料的择优生长晶面本来是(200)面,对基底施以适当偏压之后,(111)面就成为择优生长晶面,但在更高的偏压下,择优取向又变化(220)面.相比来说在较低偏压条件下,薄膜的光滑度、硬度、弹性模量和光学性能都要更好一些.
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