一、等离子辅助镀膜技术（论文文献综述）
陈志国[1]（2021）在《镀膜离子源设计及实验研究》文中研究说明材料表面镀膜技术可以有效降低资源的损耗,镀膜质量的高低取决于镀膜技术的成熟性,也决定着膜层的适用性,等离子体辅助沉积镀膜可以实现更高附着力和均匀性的镀膜,逐渐走入人们的视野。本文在分析国内外等离子体辅助沉积镀膜技术的基础上,以提升镀膜质量和效率为目的,通过理论分析,设计加工、仿真计算和实验研究对镀膜离子源开展设计及实验研究,探寻了离子源工作环境对放电性能影响,进行了电压磁场匹配关系的推导和验证,同时开展了羽流的优化提升,为等离子体辅助沉积镀膜技术提供了相关优化参考。开展了针对镀膜离子源应用方向的磁路结构分析设计,借鉴圆柱形霍尔推力器结构,消除壁面完成了磁路和整机设计加工,所得离子源可实现稳定放电工作,并可较好的满足本课题研究需求和镀膜性能要求。针对镀膜离子源工作环境对离子源放电特性影响开展研究,工作环境主要包括工质气体和真空背压的两种因素,通过实验的手段探寻了氪气和氩气两种工质气体镀膜离子源的放电相关特性,发现氩气虽然稳定工作范围较小,但却具备更优的镀膜特性,通过流量调节阀和调节扩散泵工作数量的方式进行了真空背压对放电特性的实验影响研究,并通过调节背景气体反流进行了不同背景压强下的电离仿真,发现真空背压的提升会影响电离加速特性,提升羽流发散角度,降低羽流中的离子能量分布情况。建立了该结构镀膜离子源电压磁场匹配关系,针对该关系开展实验验证,实现了电流恒定下离子能量变化的多工况工作目标。通过阳极磁屏蔽技术将阳极热沉积转移到无电位的内磁极,并针对磁极过热现象开展了整机温度仿真,通过防护屏水冷结构一体化的方式进行了磁极侵蚀过热优化。在前文实验离子电流分布的基础上开展羽流优化设计研究,通过实验和仿真研究了羽流发散角度扩大的羽流区磁力线倾角调节和外电极负电位手段、提升羽流均匀性的中心轴向、阳极斜边混合供气手段和阳极径向供气手段,实现了镀膜离子源羽流的优化。
徐伟峰[2]（2020）在《霍尔离子源的设计及仿真研究》文中研究指明近年来,随着高尖端工业产品对于材料加工的精密度要求日益提高,尤其是材料的镀膜和刻蚀工艺,以往传统的电子束热蒸发技术和化学刻蚀技术越来越难以满足工业需求,因此人们开始将目光投向用于航天推进的等离子体技术。鉴于以上的情况,本课题提出一种全新结构的圆柱形霍尔离子源样机,该霍尔离子源通过单一内永磁环励磁,形成圆柱形放电通道,能够实现较大范围的等离子体空间密度分布以及较为均匀的等离子体能量分布。本文针对该圆柱形霍尔离子源,展开了近阳极区磁场、通道出口磁场、气体均化以及放电通道底部侵蚀等一系列研究。首先,对这种全新结构的圆柱形霍尔离子源进行放电及羽流参数诊断,并归纳出霍尔离子源的两项重要设计准则,即等离子体的空间分布均匀性以及离子能量空间分布的均匀性。针对实验中高电压工况下出现的离子源阳极过热的问题,进行了近阳极区磁场对离子源阳极热沉积情况影响的相关研究。结果表明,近阳极区磁场的削弱能够显着减小到达阳极表面的电子温度。由此本课题提出一种阳极磁屏蔽优化方案,以此来实现近阳极区磁场的削弱,从而改善高电压工况下阳极热沉积恶化的情况。此外,对近阳极区磁场与离子源束流角度的影响机理进行分析,结果表明,阳极布局位置前置带来的近阳极区磁场变化能够进一步改善等离子体的空间分布均匀性。其次,对圆柱形霍尔离子源放电通道出口处的磁场对羽流特性的影响进行研究分析,提出改变外磁极长度以及陶瓷通道长度两种方法来实现通道出口处磁场的变化。结果显示,外磁极长度的变化虽然能够略微改善离子源的电离情况,但对于羽流发散半角并没有明显的影响,并且带来了离子能量分布情况的恶化,而陶瓷通道长度的变短使得通道出口处的磁场强度逐渐变大,磁力线也逐渐向通道中轴线相反方向弯曲,从而带来了更大的羽流发散半角,即更好的等离子体空间分布以及更为均匀的离子能量空间分布。再次,针对圆柱形霍尔离子源放电通道内的气体均化问题,研究了两种径向出气方式对放电特性以及羽流特性可能的影响。Comsol中性气体流动仿真结果显示,在0.1至1的放电通道长度内,内侧径向出气的中性气体密度分布要好于外侧径向出气及轴向出气,故内侧径向出气的电离情况应该更好。PIC仿真结果显示,内侧径向出气的电离情况的确更好,但外侧径向出气的羽流发散半角更大,等离子体空间分布均匀性更强,而离子能量虽然有所改变,但整体的空间分布均匀性却并没有显着变化。最后,针对圆柱形霍尔离子源在长时间放电工作过程中出现的放电通道底部侵蚀现象,本课题对侵蚀现象进行了机理分析,认为是由离子回流轰击而引起的通道底部侵蚀现象,并提出了利用放电通道内磁场的磁镜效应来减缓通道底部的侵蚀,增大磁镜场的磁镜比来减少到达放电通道底部的离子通量,削弱其离子能量,从而使得通道底部的沉积功率密度大大减小,以此减缓了放电通道底部的侵蚀现象。
孙诗壮[3]（2020）在《激光等离子体极紫外光源收集镜多层膜若干问题研究》文中研究指明激光等离子体光源收集镜是极紫外光刻光学系统关键元件之一,收集镜多层膜的性能决定了收集镜性能的上限。相比于其他光学元件,收集镜多层膜的沉积有其特殊性。首先,为滤除红外光,收集镜表面可能需要加工红外光栅,多层膜需要在光栅这种微结构上沉积;其次,收集镜边缘倾角大于45°,多层膜需要在这种大倾角下沉积。上述沉积条件均会降低多层膜反射率,因此需要研究多层膜在上述条件下的沉积过程,弄清楚相关机理,并提出对应解决方案。本论文围绕上述问题,开展了以下研究工作:1、具有光栅结构的收集镜基底上多层膜沉积研究。基于“几何线追迹”磁控溅射镀膜模型,提出了一种判断光栅对沉积粒子是否遮挡的算法,并建立了大口径曲面光栅上镀膜的仿真模型。利用模型对具有红外光栅结构收集镜基底镀膜后表面的轮廓变化进行仿真模拟,并且进行了验证实验,采用透射电镜测量了光栅上Mo/Si多层膜微观结构。实验结果与仿真的结果高度吻合,验证了模型的准确性。最后基于上述模型计算得到了由于多层膜沉积导致的光栅缺陷部分占收集镜整体面积的1.15%,光栅轮廓的改变对EUV反射率影响较小。2、建立了磁控溅射全物理模型,该模型包括了:1)由溅射靶刻蚀槽道形貌直接得到溅射产额分布2)使用SRIM、TRIM软件计算Ar离子与靶相互作用。3)使用SIMTRA软件计算沉积原子在气相中的传输过程。4)利用分子动力学方法,研究了高能量沉积粒子与基底碰撞过程,包括:反射、再溅射、偏向扩散、动能辅助扩散这四种过程。5)使用修正的嵌入原子方法（modified embedded atom method MEAM）和微动弹性带（nudged elastic band NEB）方法计算原子跳跃扩散到临近空隙位置时所克服的势垒能量。6)利用动力学蒙特卡罗方法,研究了低能量下沉积原子热扩散过程。3、使用建立的模型,研究了不同工作气压、靶-基底间距下,沉积的Mo、Si原子的入射角度和能量分布。并且使用直流磁控镀膜机制备了Mo/Si多层膜样片,研究了随着工作气压、靶-基底间距改变时,Mo/Si多层膜表面的粗糙度及功率谱密度的变化规律。4、通过比较理论模型和实验结果,研究了基底倾斜角度对多层膜粗糙度、微观结构以及反射率的影响。使用建立的模型分别仿真0°、20°、40°、50°、60°、70°基底倾斜角度下Mo/Si多层膜的结构;使用磁控溅射镀膜机,在0°、20°、40°、50°、60°、70°基底倾斜角度下制备了Mo/Si多层膜样片。在实验和仿真中,分别测量了多层膜表面的粗糙度,多层膜表面粗糙度与基底倾斜角度成指数关系的结论,并且仿真和实验的结果偏差在20%以内,表明模型可以准确预测多层膜的表面粗糙度。使用极紫外光谱仪测量了0°、20°、40°、50°、60°基底倾斜角度下多层膜的反射率,得到了多层膜对极紫外光的反射率随着基底倾斜角度的增加而减少,并且在基底倾斜角度大于50°时,反射率大幅下降的结果。使用透射电子显微镜测量了0°、50°、70°基底倾斜角度下多层膜的结构;使用模型分别仿真0°、20°、40°、50°、60°、70°基底倾斜角度下Mo/Si多层膜的结构。实验和仿真的结果:随着基底倾斜角度的增加,薄膜表面及界面的粗糙度增加的结论,实验与仿真的结果吻合,说明模型可以准确预测多层膜的截面结构。最后基于仿真模型提出了一种提高收集镜多层膜反射率的方法,论证了通过调控Si层抛光厚度,补偿基底倾角变化,来提高收集镜多层膜反射率的可行性。
陈儒婷[4]（2020）在《氢气辅助脉冲直流磁控溅射耐久性碳系红外薄膜的研究》文中研究说明红外玻璃具有光均匀性好、成本低、易加工、尺寸灵活、稳定性好等优点,可应用于红外武器装备系统、红外成像、红外制导等领域,而这些应用大多在风沙雨雪等极端天气下使用,单纯红外玻璃不能直接使用,因而需要在其表面制备耐久性红外保护膜。但大多数红外玻璃软化温度较低,因此研究在低温条件下沉积耐久性红外保护薄膜具有重要意义。碳化硼、碳化锗、碳是三种应用比较广泛的耐久性红外材料,而且具有硬度高、稳定性好、耐腐蚀等优点,非常适合作为红外窗口保护薄膜。具体研究内容如下:论文采用氢气辅助微波等离子体脉冲直流溅射薄膜沉积系统（Microdyn）制备红外薄膜,该沉积方法无需加热基板,可低温沉积薄膜,且具有薄膜沉积速率高,薄膜质量好的优点。论文主要研究了Micro Dyn薄膜沉积系统溅射功率、气体流量等工艺参数对薄膜结构、力学、光学等性能的影响规律。在薄膜性能表征中,采用FTIR表征薄膜光学性能,晶圆几何参数测试仪表征薄膜应力,维氏硬度计或纳米压痕仪表征薄膜杨氏模量和硬度,Raman或XRD表征薄膜结构。论文使用CODE软件和适当的色散模型分析了薄膜FTIR光学性能,通过拟合,获得了薄膜的厚度、折射率和消光系数。通过研究,获得了以下结果:氢气辅助微波等离子体脉冲直流溅射的碳、碳化硼、碳化锗红外薄膜的结构均为无定形;氢气流量对碳化硼薄膜、碳膜的光学性质、力学性质均有较大影响;随着氢气流量的增加,薄膜的透射率逐渐增加,消光系数、折射率逐渐减小;氢气流量增加,薄膜硬度、杨氏模量、薄膜应力均减小。采用双靶溅射碳化锗薄膜时,Ge靶功率对碳化锗薄膜光学特性影响较大;随着Ge靶功率增大,Ge体积分数最多增加至72.9%,薄膜折射率从2.3增加到3.4,消光系数均在0.02左右;Ge靶功率增大可使薄膜硬度从9.4GPa增加到10.3GPa。
张功[5]（2020）在《短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着科学技术的飞速发展,红外探测技术逐渐从单波段发展至多波段相融合。短中波红外探测系统将短波红外及中波红外探测技术相结合,使其在微光夜视、识别伪装、穿透雨雾等方面具有独特的优势,成为了红外探测技术的研究热点。短中波红外探测系统中的光学元件折射率较高,光能量入射到元件表面时会有很大的能量损失,致使进入系统的能量减弱,降低了探测系统的精度及响应速度。因此,需要在光学元件表面沉积光学薄膜,提高光学元件的透过率,降低能量损失,提高探测系统性能。短中波红外探测系统在室外工作时会面对雨淋、砂尘等复杂天气条件,特别是在侦查、追踪、空空导弹拦截等军事用途时,将面临高低温、湿热、霉菌等极端环境条件的挑战。故而,短中波红外探测系统的光学薄膜在具有高透过率的光学性能的同时,还需要具备耐高低温、耐霉菌、耐盐雾等良好的耐环境适应性。研究高透过率、耐环境适应性好的短中波红外探测系统光学薄膜对推动短中波红外探测系统的发展具有重要意义。本论文在Si基片表面,研制了1.5～5μm波段T≥96%的短中波红外探测系统光学薄膜,其以SixGe1-x、SiO、MgF2三种材料组合研制增透膜,全氢聚硅氮烷固化SiO2研制保护膜。该薄膜具有高透过率、耐摩擦、抗腐蚀等性能,具体的研究内容如下:依据Willey公式,选取增透膜材料。根据公式的计算结果,分别选择SiO、MgF2作为中、低折射率材料;而常用高折射率材料不满足计算要求,需要研制SixGe1-x混合薄膜作为高折射率材料。根据高折射率材料的透明区及折射率的要求,采用气相混合蒸发技术,并以Ar:H2离子束流弥补悬挂键,降低非晶缺陷引起的光谱吸收,研制高折射率SixGe1-x混合薄膜;并根据OJL模型及KKR变换关系,准确拟合SixGe1-x薄膜的光学常数。针对MgF2薄膜易吸潮问题,研究了低吸水MgF2薄膜制备技术。以O2为离子源反应气体,在提高聚集密度的同时填补阴离子空位,降低了MgF2薄膜对水汽的吸附。针对薄膜耐环境性能及光谱性能的要求,开展了低吸收高透过率保护膜的研究。采用全氢聚硅氮烷以旋涂固化法制备保护膜,填补膜层孔隙,阻隔水汽,提高膜层耐环境性能。研究了全氢聚硅氮烷液态膜均匀旋涂技术及低温等离子体固化技术,制备了满足指标需求的SiO2保护膜。采用上述薄膜材料,开展膜系结构设计的研究。基于线性规划模型及对称膜系的等效层理论,设计了宽波段高透过率薄膜初始膜系结构。采用遗传算法对膜系结构进行优化,并对其膜厚敏感度进行分析。为降低膜系结构的膜厚敏感度,构建了同时具有光谱优化与膜厚敏感度优化能力的新型评价函数,设计了低膜厚敏感度宽光谱高透过率的膜系结构。针对膜系制备过程中,MgF2薄膜附着力差的问题,开展提高MgF2膜层附着力的研究。依据热应力力矩模型与吸附理论分析MgF2的破损机理,以混合气相蒸发Al2O3与SiO2混合膜作为过渡层,有效的提高了膜层的附着力。对制备完成的薄膜进行光谱性能测试及耐环境适应性测试,并根据测试结果对薄膜性能进行分析。测试结果表明,所制备的薄膜在1.5～5μm的光谱透过率的平均值为97.6%、光谱透过率的最低值为96.8%,其同时具有耐摩擦、耐盐雾、耐霉菌、耐高低温等耐环境性能,能够满足短中波红外探测系统的指标要求。
王雨林[6]（2019）在《用于激光等离子体的紧凑型脉冲强磁场装置及其应用》文中提出近年来实验室内的磁化高能量密度等离子体现象引起了学术界广泛的兴趣,这对许多研究领域有重要的应用价值,例如天体物理和空间物理、惯性约束聚变和激光加速等。恒星演化过程中磁化的盘风中高速射流形成和准直的机制、磁化星际介质内高能粒子的加速机制、太阳和地球磁层的磁场重联现象、地球磁层内各种波动现象和磁流体不稳定性结构等一直是天体和空间物理研究非常活跃的研究方向,磁化激光等离子体行为的实验研究有助于深入理解这些天体和空间物理现象。激光驱动的惯性约束聚变中,外加磁场可以抑制内爆靶丸的径向热传导,从而提高离子温度和中子产额;外加磁场有望取代间接驱动充气腔,在抑制腔壁等离子体膨胀的同时抑制激光受激散射。在激光加速中,外部磁场可以稳定电子加速通道、改善电子加速效果。最近国际学术界开始关注强磁场耦合强激光的磁化激光等离子体实验研究,并取得了一些重要进展。脉冲强磁场装置是磁化激光等离子体实验的关键设备,但用于激光等离子体的脉冲磁场装置发展还不成熟,需要根据各自的研究需求发展合适的脉冲强磁场装置。为了在中国科学技术大学实验室小型激光装置上开展气体靶磁化激光等离子体实验,我们自主研发了一套可用于低真空环境的紧凑型脉冲磁场装置。它可以输出95 kA的峰值电流,在约1立方厘米体积内产生12 T的准均匀磁场。我们通过改进结构设计,成功解决了高压、低电感和真空密封的技术问题,研制了首个低真空环境中正常工作的紧凑型脉冲磁场装置。我们发现脉冲磁场装置在低真空环境工作时,在某些中间气压范围,脉冲磁场的感生电场会电离背景气体、干扰有效等离子体信号。因此,我们实验、理论和模拟研究了背景气体电离的时间特征和气压依赖性,为气体靶磁化激光等离子体实验设计提供了简单实用的分析模型。该脉冲磁场装置与中国科学技术大学的小型激光装置相配合完成了有背景气体的磁化天体射流物理实验。为了开展磁化激波等高驱动能量的物理实验研究,我们需要使用上海神光Ⅱ升级激光装置等大型激光装置。因此我们研制了适用于上海神光Ⅱ升级大型激光装置的紧凑型脉冲强磁场装置。我们创造性地设计出高压大电流柔性传输线,将磁场线圈与放电系统其它部分柔性连接,使得磁场线圈在靶室内部可以通过电动平移台进行精确调节;我们也自主研发了高压大电流电触发气体开关取代原来的光触发气体开关,使装置结构更加紧凑且通用性大幅提升;我们改进了接地和电磁屏蔽措施,减少了电磁干扰的影响。该紧凑型脉冲磁场发生器在上海神光Ⅱ升级大型激光装置上配合完成了磁化激光等离子体物理实验,观察到磁场与等离子体交界面上的霍尔磁流体不稳定性现象。为了留出激光和诊断的空间,用于激光等离子体的紧凑型脉冲磁场装置一般只能使用小尺寸的单线圈或者亥姆霍兹线圈。这种小线圈的电感在放电系统总电感中所占的份额很小,例如我们现有的装置磁场的磁能只占整个能库总能量的15%以下。如果采用变压器线圈,可以大幅提升线圈部分的电感、进而提升磁能的能量份额、提高能量利用率、增大磁场强度;并且变压器的次级回路依然使用单线圈,不会遮挡光路。因此我们对变压器线圈技术进行了研究。我们首先给出了脉冲变压器线圈的设计原理,在公式中考虑了变压器次级回路对初级回路的反映阻抗;接着结合目前脉冲磁场装置的参数进行了数值计算,给出了适合现有装置的设计方案;为了验证数值计算的正确性,我们又使用电路仿真软件进行了模拟对比,使用多物理场耦合仿真软件对整个变压器线圈的电路、磁场、传热和固体力学进行了联合仿真,进一步探究变压器线圈的传热和结构力学特性;最后我们加工制作了一个实验可用的脉冲变压器线圈,并进行了放电测试,测试结果与我们之前的理论分析和模拟结果均高度一致。实验和理论模拟结果表明,当使用的变压器初级线圈直径为25 mm、初级线圈匝数为10匝时,峰值磁场比直接使用单线圈时提升了 120%。变压器线圈显着提升了能量利用率,在将来的装置升级中有很大的应用前景。除了脉冲磁场装置的研发工作以外,我们使用该装置与中国科学技术大学的小型纳秒激光器相配合开展了激光烧蚀的物理实验,首次发现外加脉冲强磁场可以显着增强激光烧蚀。我们实验上测量了有无外加脉冲强磁场时激光烧蚀情况,从离子电荷量、脉冲激光沉积镀膜两个方面确认外加脉冲强磁场增强激光烧蚀效率一个量级以上,并且镀膜面积更大、大颗粒液滴污染显着减小、高能离子成分明显被抑制。通过测量等离子体发光、激光烧蚀坑、大颗粒液滴喷射等,发现增强激光烧蚀来源于稳态磁场的激光等离子体再烧蚀和脉冲磁场感应烧蚀,脉冲磁场感应烧蚀消除了大部分的大颗粒液滴污染。外加脉冲强磁场改善激光烧蚀可以用于改进脉冲激光沉积镀膜技术,它可以大幅度抑制大颗粒液滴污染、减弱高能离子成分导致的晶格缺陷、显着增大镀膜尺寸、成量级的增加镀膜效率,可以极大地促进脉冲激光沉积镀膜技术的发展。
胡小刚[7]（2019）在《大弧源电弧离子镀厚膜沉积及其应用》文中认为超出10微米的厚膜在许多工业领域有着重大需求,如核电、航空航天、机械、汽车、石油化工、船舶等领域。厚膜可以容纳更多的内部缺陷,并且避免缺陷连接导致的贯穿性破坏,提高膜层的耐磨、耐蚀、抗氧化性能、延长损耗时效。如核燃料包壳管销合金表面需要制备大厚度膜层以提高其事故容错能力,增强高温抗氧化性能、延长服役时效;汽车内燃机活塞环在高温高压往复摩擦的工况下,需要制备大厚度耐磨膜层以提高其服役时效和耐磨性能。传统的厚膜制备技术如电镀、喷涂等存在难以克服的问题,如膜层多孔、污染严重、镀液后处理等,膜层性能无法进一步提高。以电弧离子镀为代表的技术可以制备高品质膜层且环境友好,成为物理气相沉积（PVD）方法中沉积厚膜最具潜力的技术。目前电弧离子镀制备厚膜仍需克服金属熔滴多、残余应力大、生长速率慢等困难。为解决上述问题需要综合考虑弧源技术优化、材料和工艺,实现在增加厚度的同时降低缺陷密度。本工作与大连纳晶科技有限公司联合开发了新型0155 mm大面积电弧源技术,弥补了传统弧源面积小、速率慢、熔滴多、磁场不均匀、靶材调整灵活性差等诸多问题,具备工作面积大、生长速率快、熔滴少、弧斑运动均匀快速、双磁场多模式控制等优点,为厚膜的沉积提供了硬件基础,尤其应用在核电和机械领域。通过对新型大面积电弧源的沉积参数进行调制,研究了适配大弧源的厚膜沉积工艺以及提高膜基结合力的工艺。获得了快速沉积、均匀致密、缺陷少的基础沉积参数;结合表面防护为主要目的工业需求,以核用Zr-4合金、不锈钢SUS304为基体材质,沉积了三类厚膜,包括单质金属Cr单层膜、金属与金属氮化物Cr/CrN多层膜、和MAX相金属陶瓷Ti2AlC梯度膜,涵盖了该领域常采用的材料和制备方法。本文的结果充分展示了新型大面积电弧源技术和厚膜设计工艺在沉积多类型厚膜上的应用潜力,得出以下主要结论。（1）核电行业迫切需要一种制备优异厚膜的表面技术,以提高核燃料包壳管的事故容错能力,避免Zr-4合金与高温水蒸气反应生成爆炸性氢气。本工作采用新型大面积电弧源技术,在Zr-4合金表面,制备了均匀、平整、致密的20 μm Cr厚膜,其生长速率达到3.6 μm/h（工业化生长速率）,采用特殊的高压复扫工艺使膜基界面处产生冶金结合,结合力优异（>100N）,可经受至少15.8%的形变量不脱落,承受模拟事故条件下（1000℃,1100℃和1200℃,1小时）的高温氧化。在经受最苛刻测试后（1200℃/1小时）,形成三层成分保护;仍能残余约6.8 μm的Cr膜层良好地结合在基体上,形成有效屏障,大厚度显然可以承受多次氧化开裂消耗,另外对裂纹、鼓泡、隆起等缺陷的形成进行了解释。结果充分显示:大面积电弧源及工艺设计能够快速制备单质金属厚膜,膜层致密、均匀,结合力优异,核燃料包壳管在沉积该种厚膜后,可以满足常规工况和事故条件下（>1000 ℃高温）的要求。（2）机械领域使用的传统电镀硬Cr需要新型厚膜技术进行替代,以满足造纸机筛鼓叶片在含有砂砾铁钉纸浆中连续工作的耐磨性需求,解决电镀硬Cr厚膜硬度低、磨损快、氧化性差等问题。采用大面积电弧源技术和膜层设计,在筛鼓叶片（304不锈钢）上,沉积了 42 μm的Cr/CrN多层厚膜,平均生长速率达到3.4 μm/h（工业化生长速率）。测试了该部件在实际摩擦磨损工况下的服役行为,结果显示Cr/CrN多层膜的摩擦性能相较于单层Cr得到提高,Cr/CrN的摩擦系数由Cr的0.798降低至0.353,由无防护基体的磨痕宽度320 μm下降至185 μm,磨损仅停留在厚膜表面,磨损速率低,呈磨粒磨损;Cr调制层可提高至少18.4%的显微硬度;膜层的结合力保持在>60 N的较好水平,满足服役要求;42 μm的Cr/CrN多层厚膜在1000℃（10h）的高温氧化下,氧化深度被限制在2.3 μm内,氧元素无法深入影响基体;Cr/CrN多层厚膜存在N扩散机制,这与高温沉积以及高能粒子流轰击相关。结果充分显示,新型大面积电弧源技术与工艺设计,可用于快速沉积金属与金属氮化物多层防护厚膜,具有替代传统电镀硬Cr的潜力,并成功应用于造纸机筛鼓叶片上。（3）新型大面积电弧源与其他薄膜制备技术结合,可在核反应堆的锆合金结构件上,制备复杂多组元的MAX相Ti2AlC厚膜,以提高锆合金工件的耐事故能力。复合技术可以避免引入H元素造成氢脆,在核用Zr-4合金表面快速沉积,获得约20 μm致密的Ti-Al-C膜层。550 ℃、650℃、750℃和850℃的真空退火研究显示,最低需要650℃能够获得Ti2AlC结构,更高的温度会加速Ti2AlC的生成,高温对制备Ti2AlC相厚膜是必备的。结果证明大面积电弧源技术亦可与其他镀膜技术合理组合,快速沉积多组元陶瓷厚膜。
李富强[8]（2019）在《等离子体增强磁控溅射渗氮及氮化铬涂层制备》文中认为本文采用等离子体增强平衡磁控溅射技术,在高速钢表面进行渗氮处理,通过控制氮气流量、基体偏压、渗氮时间,研究高速钢表面渗氮层的厚度、组织形貌及力学性能;采用等离子体增强平衡磁控溅射技术,在不锈钢表面制备氮化铬涂层,通过控制氮气流量,研究氮气流量对不锈钢表面涂层的沉积速率、组织形貌及力学性能的影响;采用等离子体增强平衡磁控溅射技术及电弧离子镀技术,分别在C21、12CrMoV及H13剪刃表面涂镀氮化钛及氮化铬涂层,对比不同工艺及不同基体表面制备涂层的微观形貌、组织结构及机械性能的差异。高速钢渗氮实验结果表明:随着氮气流量从100sccm增加到200sccm时,渗氮后高速钢表面以Fe4N的γ氮化物相形式析出;渗氮层的平均摩擦系数由0.64减小到0.47,均小于基体的平均摩擦系数0.8,磨损深度减小。随着基体偏压从100V增加到250V时,渗氮层的平均摩擦系数由0.62减小到0.38,磨损深度减小,氮原子会在基体组织中的晶界和亚晶界优先扩散。随着渗氮时间从1h增加到4h时,氮化物必然沿晶界、亚晶界生长聚集成网,并且分布不均匀,渗氮后高速钢表面以Fe4N的γ氮化物相形式析出,渗氮时间延长,Fe4N的γ氮化物析出量增加,磨损深度减小。不锈钢表面制备氮化铬实验结果表明:氮化铬涂层呈现柱状晶生长方式。随着氮气流量从75sccm增加到120sccm时,涂层的厚度不受影响,氮化铬涂层生长致密度增加,涂层表面的粗糙度增加。在涂层生长的过程中,伴随着CrN和Cr2N两项,并且有Cr2N向CrN转化。在氮气流量为90sccm时,结合力最大为80N,涂层的平均摩擦系数为0.65均小于基体的平均摩擦系数0.8,磨损深度减小。剪刃涂镀实验结果表明:C21和H13剪刃经镀膜后基体的组织发生了明显的变化,基体中有碳化物析出。12CrMoV剪刃在镀膜过程中基体组织未发生明显变化,镀膜时不会对12CrMoV剪刃的性能产生影响。C21剪刃氮化钛涂层的纳米硬度可达30GPa。12CrMoV及H13剪刃磁控溅射制备的氮化铬涂层的硬度及模量均低于电弧离子镀制备的氮化铬涂层的硬度及模量,厚度及结合力均高于电弧离子镀法制备的氮化铬涂层。C21剪刃涂层现场使用中出现涂层剥落及软化现象,12CrMoV及H13剪刃涂层现场使用效果良好。
孔庆升[9]（2009）在《离子源在真空镀膜中的应用》文中研究指明1.离子源的应用领域离子源的应用十分广泛,原因是粒子被电离后,粒子的动能可控,其化学活性大为提高,从而可利用来实现特定的功能,离子源是产生离子的装置。经常会遇到下面的名词:离子源（ion source）、离子束源、等离子体源（plasma source）,在中文文献的名词使用中,它们
何力[10]（2009）在《自体等离子体辅助电子束蒸镀技术研究》文中研究表明本文提出了一种等离子体辅助电子束蒸发镀膜的新工艺方法。这种新工艺方法中,通过在自行设计的离化环与坩埚之间加上直流电压,使他们之间产生辉光放电,从而金属蒸气被离化而得到等离子体。基板上加上负偏压,使等离子体中的离子加速射入基体,薄膜与基体间的结合强度从而得到提高。文中测试了不同电极间距及不同蒸发束流条件下的起辉电压和维持稳定放电的最低电压,为后续实验中放电电压参数的选择提供了依据。经过分析比较,选择了电极间距l=50mm作为合适的工艺参数。经过实验发现,离子流随基板负偏压?U增大而增大,当?U在70V及以上变化时,离子流大小变化不大,基板吸收的离子流达到饱和。在基板接收的离子流达到饱和条件下,离子流的大小与电子束束流和放电电压有关。进行了辉光放电的伏安特性测试,结果发现随着放电电压增加,放电电流增加不大,认为放电形式为反常辉光放电。进行了等离子体发射光谱测试,测试了不同放电电压下光谱线的强度变化,结果发现光谱线强度的变化与相同条件下测得的离子流变化具有较好的一致性,并通过分析认为离子流的变化还受基板负偏压的影响,这种影响在基板负偏压值较大时才比较显着。进行了不同工艺参数下的镀膜实验,用划痕法测试了膜基结合强度,结果表明在相同的束流蒸镀条件下,提高离子流或基板负偏压都能提高膜基结合力。
二、等离子辅助镀膜技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、等离子辅助镀膜技术（论文提纲范文）
（1）镀膜离子源设计及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 等离子体镀膜技术研究现状 |
| 1.2.2 镀膜离子源研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 本文的主要内容及章节安排 |
| 第2章 镀膜离子源结构设计及实验仿真方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 镀膜离子源磁路设计 |
| 2.2.1 镀膜离子源磁路设计需求分析 |
| 2.2.2 镀膜离子源二维磁路设计 |
| 2.2.3 线圈永磁混合励磁结构设计 |
| 2.3 镀膜离子源结构设计 |
| 2.3.1 供气结构设计 |
| 2.3.2 阳极结构设计 |
| 2.3.3 整机结构设计 |
| 2.4 磁路功能实测验证 |
| 2.5 研究方法 |
| 2.5.1 实验设备 |
| 2.5.2 电离仿真模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 镀膜离子源工作环境对放电特性影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工质气体对镀膜离子源放电特性影响研究 |
| 3.2.1 工质气体的选择 |
| 3.2.2 工质气体对镀膜离子源放电特性的影响实验研究 |
| 3.3 背景气压对镀膜离子源放电特性的影响研究 |
| 3.3.1 背景气压改变方法 |
| 3.3.2 背景气压对镀膜离子源放电特性的影响实验研究 |
| 3.3.3 背景气压对镀膜离子源放电特性的影响仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 镀膜离子源电压和磁场匹配研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电压磁场匹配关系的推导验证 |
| 4.2.1 电子传导电流的推导 |
| 4.2.2 电压磁场匹配关系的推导 |
| 4.2.3 电压磁场匹配关系的实验验证 |
| 4.3 高电压下解决阳极过热的磁场配合方法 |
| 4.3.1 阳极过热机理分析 |
| 4.3.2 阳极磁屏蔽技术的引入与效果分析 |
| 4.4 高电压下磁极的防护优化方法 |
| 4.4.1 磁极侵蚀及过热现象分析 |
| 4.4.2 磁极过热优化防护 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 镀膜离子源羽流优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 羽流镀膜面积优化研究 |
| 5.2.1 羽流区磁力线倾角对羽流发散角的影响研究 |
| 5.2.2 负电位外电极对羽流发散角的影响研究 |
| 5.3 羽流均匀性优化研究 |
| 5.3.1 供气方式对羽流均化效果的实验研究 |
| 5.3.2 中心轴向供气对羽流均化效果的仿真分析 |
| 5.3.3 阳极斜边供气方向对羽流均化效果的仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得创新性成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）霍尔离子源的设计及仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 端部霍尔离子源研究现状 |
| 1.2.2 闭环漂移霍尔离子源研究现状 |
| 1.2.3 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要内容及章节安排 |
| 第2章 近阳极区磁场对霍尔离子源放电及羽流特性的影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 霍尔离子源特性需求及设计 |
| 2.1.2 霍尔离子源放电参数诊断 |
| 2.2 PIC仿真方法介绍 |
| 2.3 离子源阳极过热机理及解决方法研究 |
| 2.3.1 近阳极区磁场对阳极过热的影响 |
| 2.3.2 削弱阳极处磁场强度的离子源磁屏蔽阳极方案 |
| 2.3.3 磁屏蔽阳极对离子源性能的影响 |
| 2.4 阳极位置对放电特性影响仿真研究 |
| 2.4.1 离子源束流角度影响机理分析 |
| 2.4.2 阳极位置对离子源羽流特性的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 通道出口磁场对离子源放电及羽流特性的影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 霍尔离子源出口区磁场位型/强度调节方法研究 |
| 3.2.1 外磁极长度对霍尔离子源出口区磁场的影响 |
| 3.2.2 陶瓷通道长度对霍尔离子源出口区磁场的影响 |
| 3.3 出口处磁场位型对羽流特性的影响仿真研究 |
| 3.3.1 外磁极长度对于羽流特性的影响仿真研究 |
| 3.3.2 陶瓷通道长度对于羽流特性的影响仿真研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 供气方式对霍尔离子源放电及羽流特性的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 COMSOL有限元气体流动仿真 |
| 4.2.1 中性气体充分电离分析 |
| 4.2.2 气体流动类型分析 |
| 4.2.3 COMSOL气体流动模型 |
| 4.2.4 COMSOL有限元仿真结果及分析 |
| 4.3 径向出气方式与轴向出气方式对比仿真结果及分析 |
| 4.3.1 霍尔离子源出气方式仿真PIC模型简介 |
| 4.3.2 出气方式对于放电特性的影响仿真研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 霍尔离子源缓解侵蚀方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 霍尔离子源侵蚀机理研究 |
| 5.2.1 霍尔离子源侵蚀计算PIC模型 |
| 5.2.2 霍尔离子源通道底部侵蚀机理分析 |
| 5.3 磁镜比对通道底部侵蚀的影响研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（3）激光等离子体极紫外光源收集镜多层膜若干问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 极紫外光刻技术 |
| 1.2.2 激光等离子体光源收集镜 |
| 1.2.3 放电等离子体光源收集镜 |
| 1.2.4 模拟薄膜沉积的物理模型 |
| 1.3 论文的构成 |
| 第2章 极紫外多层膜 |
| 2.1 材料在极紫外波段的光学特性 |
| 2.2 极紫外多层膜的设计 |
| 2.2.1 多层膜材料的选择 |
| 2.2.2 多层膜反射率计算方法 |
| 2.2.3 非理想多层膜反射率计算方法 |
| 2.3 极紫外多层膜的制备 |
| 2.3.1 极紫外多层膜制备方法 |
| 2.3.2 溅射方法制备极极紫外多层膜 |
| 2.3.3 磁控溅射镀膜方法 |
| 2.3.4 离子束溅射镀膜方法 |
| 2.3.5 膜厚控制方法 |
| 2.4 极紫外多层膜的检测 |
| 2.4.1 X射线衍射方法在多层膜的检测中的应用 |
| 2.4.2 极紫外多层膜反射率的测量 |
| 2.4.3 透射电子显微镜 |
| 2.4.4 原子力显微镜 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 具有微结构的反射镜镀膜后表面轮廓的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 收集镜基底结构的设计 |
| 3.3 收集镜镀膜仿真模型的建立 |
| 3.3.1 磁控溅射物理过程 |
| 3.3.2 极紫外光源收集镜与靶的相对运动 |
| 3.3.3 沉积原子在收集镜上生长的模型 |
| 3.3.4 光栅遮挡判断算法 |
| 3.3.5 溅射原子在大口径曲面光栅上沉积的模型 |
| 3.4 仿真和实验结果 |
| 3.4.1 在收集镜中心处光栅镀膜的仿真结果 |
| 3.4.2 在收集镜不同位置处光栅镀膜的仿真结果 |
| 3.4.3 在收集镜不同位置处光栅镀膜的实验结果 |
| 3.4.4 多层膜缺陷的计算结果 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 磁控溅射完整物理建模 |
| 4.1 磁控溅射镀膜沉积原子溅射分布的计算 |
| 4.1.1 磁控放电模型 |
| 4.1.2 粒子-靶相互作用 |
| 4.1.3 溅射粒子在气相中传输 |
| 4.1.4 溅射原子在基底上的角度、能量分布 |
| 4.2 原子势垒能量的计算 |
| 4.2.1 EAM势 |
| 4.2.2 MEAM势 |
| 4.2.3 NEB方法 |
| 4.3 动力学蒙特卡罗方法计算原子热扩散过程 |
| 4.3.1 原子发生热扩散时相关参数的计算 |
| 4.3.2 热扩散模型的建立 |
| 4.4 粒子高能量沉积过程 |
| 4.4.1 分子动力学方法 |
| 4.4.2 原子反射 |
| 4.4.3 原子再溅射 |
| 4.4.4 偏向扩散过程 |
| 4.4.5 动能辅助扩散过程 |
| 4.4.6 原子高能量物理沉积模型 |
| 4.5 磁控溅射镀膜完整物理模型 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 多层膜表面粗糙度随气压、靶-基底间距的变化 |
| 5.1 模拟计算溅射原子的分布 |
| 5.2 表面粗糙度 |
| 5.3 功率谱密度 |
| 5.3.1 功率谱密度的定义 |
| 5.3.2 功率谱密度的计算 |
| 5.3.3 平均法计算功率谱密度 |
| 5.4 实验条件 |
| 5.5 结果分析 |
| 5.5.1 环境气压的影响 |
| 5.5.2 靶-基底间距的变化 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 表面粗糙度随基底倾斜角度的变化 |
| 6.1 模拟计算多层膜的沉积 |
| 6.1.1 模拟计算入射角、能量分布 |
| 6.1.2 模拟得到的Mo/Si多层膜的结构 |
| 6.2 实验条件 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 测量Mo/Si多层膜表面粗糙度 |
| 6.3.2 功率谱密度的计算结果 |
| 6.3.3 测量Mo/Si多层膜周期厚度 |
| 6.3.4 使用TEM测量Mo/Si多层膜的结构 |
| 6.3.5 使用极紫外光谱仪测量Mo/Si多层膜的反射率 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导老师及作者简介 |
| 致谢 |
（4）氢气辅助脉冲直流磁控溅射耐久性碳系红外薄膜的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 常见红外薄膜 |
| 1.2.2 耐久性碳系红外薄膜 |
| 1.2.3 耐久性碳系红外薄膜制备方法 |
| 1.2.4 红外基底及应用 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 章节安排 |
| 2 研究方案及薄膜制备实验 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.1.1 镀膜方案 |
| 2.1.2 工艺参数 |
| 2.1.3 靶材选择 |
| 2.1.4 基底清洗 |
| 2.1.5 薄膜表征 |
| 2.1.6 方案流程图 |
| 2.2 实验条件 |
| 2.2.1 镀膜机 |
| 2.2.2 X射线衍射仪 |
| 2.2.3 拉曼光谱仪 |
| 2.2.4 傅里叶变换红外光谱仪 |
| 2.2.5 维氏硬度仪 |
| 2.2.6 纳米压痕仪 |
| 2.2.7 晶圆几何参数测试仪 |
| 2.3 本章小节 |
| 3 碳化硼薄膜的表征 |
| 3.1 结构表征 |
| 3.2 光学性能表征 |
| 3.2.1 透射光谱 |
| 3.2.2 光学常数 |
| 3.3 力学性能表征 |
| 3.4 附着力/耐磨性表征 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 碳膜的表征 |
| 4.1 结构表征 |
| 4.2 光学性能表征 |
| 4.2.1 透射光谱 |
| 4.2.2 光学常数 |
| 4.3 力学性能表征 |
| 4.4 本章小节 |
| 5 碳化锗薄膜的表征 |
| 5.1 光学性能表征 |
| 5.1.1 透射光谱 |
| 5.1.2 光学常数 |
| 5.2 力学性能表征 |
| 5.3 本章小节 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（5）短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与本课题技术难点分析 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 本课题技术难点分析 |
| 1.3 薄膜的制备及表征技术概况 |
| 1.3.1 薄膜制备技术 |
| 1.3.2 薄膜性能的表征 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 薄膜材料性能研究 |
| 2.1 薄膜材料的选取及光学常数计算理论 |
| 2.1.1 薄膜材料的选取 |
| 2.1.2 薄膜光学常数的计算理论 |
| 2.2 Si_xGe_(1-x)混合薄膜的研究 |
| 2.2.1 Ge混合比例的研究 |
| 2.2.2 沉积速率的研究 |
| 2.2.3 基底温度的研究 |
| 2.2.4 降低Si_xGe_(1-x)薄膜非晶缺陷态吸收的研究 |
| 2.3 SiO薄膜的研究 |
| 2.3.1 沉积速率的研究 |
| 2.3.2 基底温度的研究 |
| 2.3.3 离子束流的研究 |
| 2.4 低吸水MgF_2薄膜的研究 |
| 2.4.1 沉积速率的研究 |
| 2.4.2 降低MgF_2薄膜水吸收的研究 |
| 2.5 低吸收保护膜的研究 |
| 2.5.1 旋涂技术的研究 |
| 2.5.2 低吸水固化技术研究 |
| 2.5.3 保护膜阻水性能研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 宽光谱高透过率膜系结构设计 |
| 3.1 薄膜设计理论 |
| 3.1.1 薄膜特征计算矩阵 |
| 3.1.2 Busmeister线性规划模型 |
| 3.1.3 对称膜系等效层理论 |
| 3.2 膜系结构设计 |
| 3.2.1 增透膜结构设计 |
| 3.2.2 保护膜厚度设计 |
| 3.3 低膜厚敏感度膜系结构优化 |
| 3.3.1 膜厚敏感度分析 |
| 3.3.2 低膜厚敏感度评价函数构建 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 薄膜制备技术研究 |
| 4.1 增透膜制备技术研究 |
| 4.1.1 系统控制参数设定 |
| 4.1.2 增透膜沉积工艺 |
| 4.1.3 MgF_2薄膜破损机理研究 |
| 4.1.4 过渡层技术提高MgF_2薄膜附着力的研究 |
| 4.2 保护膜厚度控制研究 |
| 4.3 薄膜制备工艺流程 |
| 4.4 光谱性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 薄膜耐环境性能测试及分析 |
| 5.1 薄膜耐摩擦性能测试 |
| 5.2 薄膜耐溶、耐擦拭性能测试 |
| 5.3 薄膜耐高温性能测试 |
| 5.4 薄膜耐低温性能测试 |
| 5.5 薄膜耐太阳辐射性能测试 |
| 5.6 薄膜耐雨淋性能测试 |
| 5.7 薄膜耐砂尘性能试验 |
| 5.8 薄膜耐盐雾性能试验 |
| 5.9 薄膜耐霉菌性能测试 |
| 5.10 测试结果总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 存在的问题及工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及参加的科研项目 |
| 致谢 |
（6）用于激光等离子体的紧凑型脉冲强磁场装置及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 磁场与等离子体相互作用概述 |
| 1.1.1 磁惯性约束聚变 |
| 1.1.2 实验室天体物理 |
| 1.1.3 激光等离子体粒子加速 |
| 1.1.4 基础等离子体物理 |
| 1.1.5 脉冲激光沉积镀膜 |
| 1.2 论文的主要内容和安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 用于磁化激光等离子体实验的磁场装置综述 |
| 2.1 用于磁化激光等离子体实验的稳态磁场装置 |
| 2.2 用于磁化激光等离子体实验的脉冲磁场装置 |
| 2.2.1 使用螺线管作为负载的大型脉冲磁场装置 |
| 2.2.2 使用单线圈作为负载的紧凑型脉冲磁场装置 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 脉冲强磁场装置设计原理和放电参数诊断技术 |
| 3.1 脉冲强磁场装置设计原理 |
| 3.1.1 磁场参数和技术路径 |
| 3.1.1.1 磁场强度与磁体材料选择 |
| 3.1.1.2 螺线管还是单匝线圈 |
| 3.1.2 放电电路设计 |
| 3.1.3 开关 |
| 3.1.3.1 气体开关的主要特性参数 |
| 3.1.3.2 气体开关的触发系统 |
| 3.1.4 传输线 |
| 3.1.5 真空馈通 |
| 3.2 磁场装置的放电参数诊断方法 |
| 3.2.1 磁探针 |
| 3.2.1.1 磁探针结构 |
| 3.2.1.2 磁探针标定方法 |
| 3.2.1.3 磁探针标定过程 |
| 3.2.2 自制罗氏线圈标定 |
| 3.2.2.1 罗氏线圈设计 |
| 3.2.2.2 罗氏线圈制作 |
| 3.2.2.3 罗氏线圈标定 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 用于中国科技大学小型激光装置的脉冲磁场装置 |
| 4.1 脉冲磁场装置设计 |
| 4.2 放电测试结果与模拟对比 |
| 4.3 低真空环境中放电实验 |
| 4.4 感生电场击穿的理论分析和模拟结果 |
| 4.4.1 感生电场的理论分析模型 |
| 4.4.2 感生电场二维轴对称模拟 |
| 4.4.3 背景气体电离与气压关系的理论分析 |
| 4.5 有背景气体的磁化激光等离子体实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 用于上海神光Ⅱ升级大型激光装置上的脉冲磁场装置 |
| 5.1 脉冲磁场装置设计 |
| 5.2 放电测试结果 |
| 5.3 在神光Ⅱ升级激光装置上的初步实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 脉冲变压器线圈 |
| 6.1 脉冲变压器线圈理论推导 |
| 6.2 脉冲变压器线圈数值模拟 |
| 6.3 脉冲变压器线圈放电测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 外加脉冲强磁场增强激光烧蚀 |
| 7.1 实验排布 |
| 7.2 实验结果及分析 |
| 7.2.1 离子电荷量和离子能谱 |
| 7.2.2 脉冲激光沉积镀膜的厚度和形貌 |
| 7.2.3 外加脉冲强磁场增强激光烧蚀的物理机制探究 |
| 7.2.4 纹影诊断技术确认增强烧蚀的主要机制 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
| 已发表论文 |
| 学术会议 |
（7）大弧源电弧离子镀厚膜沉积及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 厚膜研究的必要性 |
| 1.2 厚膜的应用需求 |
| 1.3 厚膜制备技术 |
| 1.3.1 电化学沉积 |
| 1.3.2 高功率磁控溅射 |
| 1.3.3 喷涂技术 |
| 1.3.4 化学气相沉积 |
| 1.3.5 蒸镀 |
| 1.3.6 电弧离子镀 |
| 1.4 电弧离子镀制备厚膜的问题 |
| 1.4.1 金属熔滴多 |
| 1.4.2 残余应力大 |
| 1.4.3 生长速率慢 |
| 1.5 本文主要研究思路 |
| 2 实验与表征 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.2 基体与膜层材料 |
| 2.3 基体镀前处理 |
| 2.4 工艺参数 |
| 2.5 性能测试方法 |
| 3 新型大面积电弧源 |
| 3.1 传统弧源结构 |
| 3.2 新弧源结构及磁场特点 |
| 3.3 定位/三维旋转可变的转架设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 工艺优化及膜层结构设计 |
| 4.1 生长速率 |
| 4.2 膜基结合增强 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 单层厚Cr膜制备及性能研究 |
| 5.1 沉积温度对基体的影响 |
| 5.2 厚Cr膜常温下结构和性能 |
| 5.2.1 显微组织结构 |
| 5.2.2 膜基结合强度 |
| 5.2.3 堆内腐蚀性能 |
| 5.3 厚Cr膜高温抗氧化行为 |
| 5.3.1 表面与截面形貌 |
| 5.3.2 成分分析 |
| 5.3.3 高温氧化机理的总结 |
| 5.4 Zr-4管件表面厚Cr膜 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 Cr/CrN多层厚膜制备及性能研究 |
| 6.1 多层膜熔滴的进一步控制 |
| 6.2 膜层显微组织结构 |
| 6.3 N元素扩散机制 |
| 6.4 Cr调制层对Cr/CrN多层机械性能的影响 |
| 6.5 高温抗氧化行为 |
| 6.6 实际工件的膜层制备与应用 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 多组元MAX相Ti_2AlC梯度厚膜制备 |
| 7.1 Ti_2AlC膜层制备条件 |
| 7.2 表面与截面形貌 |
| 7.3 Ti_2AlC相成分 |
| 7.4 退火温度和时间对合成Ti_2AlC相的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 中子散射截面 |
| 附录B 陶瓷材料的物理性质表 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）等离子体增强磁控溅射渗氮及氮化铬涂层制备（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 辉光等离子体离子渗氮 |
| 1.2.1 辉光等离子体离子渗氮原理 |
| 1.2.2 离子渗氮特点 |
| 1.2.3 离子渗氮的应用范围 |
| 1.3 真空镀膜 |
| 1.3.1 物理气相沉积 |
| 1.3.2 化学气相沉积 |
| 1.3.3 磁控溅射镀膜原理 |
| 1.3.4 平衡磁控溅射 |
| 1.3.5 非平衡磁控溅射 |
| 1.4 不锈钢简述 |
| 1.5 高速钢简述 |
| 1.6 本课题研究的内容和意义 |
| 1.6.1 本课题研究的内容 |
| 1.6.2 本课题研究的意义 |
| 2.实验方案 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 渗氮及镀膜装备 |
| 2.3 试验用材料 |
| 2.4 实验流程 |
| 2.4.1 实验材料预处理 |
| 2.4.2 实验过程 |
| 2.5 涂层分析 |
| 2.5.1 X射线衍射装置 |
| 2.5.2 扫描电子显微镜 |
| 2.5.3 结合力 |
| 2.5.4 摩擦磨损性能 |
| 2.5.5 涂层厚度 |
| 2.5.6 涂层硬度及模量测试 |
| 3.渗氮工艺对热丝增强等离子体高速钢性能的影响 |
| 3.1 氮气流量对组织及性能影响 |
| 3.1.1 参数设定 |
| 3.1.2 实验结果讨论和分析 |
| 3.2 基体偏压对组织及性能影响 |
| 3.2.1 渗氮工艺参数 |
| 3.2.2 渗氮层耐磨性讨论和分析 |
| 3.3 渗氮时间对组织及性能影响 |
| 3.3.1 渗氮工艺氮参数 |
| 3.3.2 实验结果讨论和分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.氮气流量对热丝增强等离子体制备CrN涂层的影响 |
| 4.1 工艺参数 |
| 4.2 实验结果讨论和分析 |
| 4.2.1 CrN涂层的形貌 |
| 4.2.2 CrN涂层的相结构 |
| 4.2.3 CrN涂层的结合强度 |
| 4.2.4 CrN涂层的耐磨损性 |
| 4.3 本章小结 |
| 5.圆盘剪强化涂层制备及应用 |
| 5.1 实验材料 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验参数 |
| 5.4 涂层组织形貌 |
| 5.4.1 C21剪刃CrN涂层组织形貌 |
| 5.4.2 C21剪刃TiN涂层组织形貌 |
| 5.4.3 H13剪刃组织形貌 |
| 5.4.4 12CrMoV剪刃组织形貌 |
| 5.5 镀膜前后相组成分析 |
| 5.5.1 C21剪刃镀膜前后XRD结果 |
| 5.5.2 H13剪刃镀膜前后XRD结果 |
| 5.5.3 12CrMoV剪刃镀膜前后XRD结果 |
| 5.6 涂层机械性能比较 |
| 5.6.1 C21剪刃涂层机械性能 |
| 5.6.2 12CrMoV及H13剪刃CrN涂层机械性能 |
| 5.7 涂层在实际生产中的应用 |
| 5.7.1 C21剪刃涂层在实际生产中的应用 |
| 5.7.2 12CrMoV及H13剪刃涂层在实际生产中的应用 |
| 5.8 本章小结 |
| 6.结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）自体等离子体辅助电子束蒸镀技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 传统电子束蒸镀 |
| 1.2.2 离子镀 |
| 1.2.3 离子束辅助镀膜 |
| 1.2.4 研究现状分析 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 第2章 实验装置的设计及离化实验 |
| 2.1 实验装置的设计 |
| 2.1.1 离化环的设计 |
| 2.1.2 放电电路及离子流检测电路 |
| 2.2 离化实验 |
| 2.2.1 实验过程与实验现象 |
| 2.2.2 起辉条件与维持电压 |
| 2.2.3 工艺参数对离子流的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 伏安特性测试及发射光谱测试 |
| 3.1 直流放电模式 |
| 3.2 辉光放电的伏安特性测试 |
| 3.3 等离子体发射光谱测试 |
| 3.3.1 发射光谱测试原理 |
| 3.3.2 等离子体发射光谱测试实验 |
| 3.3.3 测试结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 膜基结合强度测试与分析 |
| 4.1 膜基结合机理 |
| 4.2 等离子体辅助镀膜实验 |
| 4.3 膜基结合强度测试与分析 |
| 4.3.1 划痕法测试原理 |
| 4.3.2 划痕法测试方案 |
| 4.3.3 膜间结合强度测试结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、等离子辅助镀膜技术（论文参考文献）
- [1]镀膜离子源设计及实验研究[D]. 陈志国. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]霍尔离子源的设计及仿真研究[D]. 徐伟峰. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]激光等离子体极紫外光源收集镜多层膜若干问题研究[D]. 孙诗壮. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)
- [4]氢气辅助脉冲直流磁控溅射耐久性碳系红外薄膜的研究[D]. 陈儒婷. 西安工业大学, 2020(04)
- [5]短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究[D]. 张功. 长春理工大学, 2020(01)
- [6]用于激光等离子体的紧凑型脉冲强磁场装置及其应用[D]. 王雨林. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [7]大弧源电弧离子镀厚膜沉积及其应用[D]. 胡小刚. 大连理工大学, 2019(06)
- [8]等离子体增强磁控溅射渗氮及氮化铬涂层制备[D]. 李富强. 辽宁科技大学, 2019(01)
- [9]离子源在真空镀膜中的应用[A]. 孔庆升. 薄膜技术高峰论坛暨广东省真空学会学术年会论文集, 2009
- [10]自体等离子体辅助电子束蒸镀技术研究[D]. 何力. 哈尔滨工业大学, 2009(S2)