脈沖偏壓電弧離子鍍CR-O薄膜制備及其性能研究.pdf

1、氧化鉻因其具有高硬度、高溫穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性及抗腐蝕等性能，被廣泛應(yīng)用于冶金、顏料、磨料、耐火材料及新發(fā)展的熔噴涂料等方面。近年來對(duì)氧化鉻薄膜的研究主要集中在成分結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能、摩擦磨損性能與作為太陽能選擇吸收薄膜的可行性等。本論文采用脈沖偏壓電弧離子鍍技術(shù)在石英玻璃及硅片上制備鉻的氧化物薄膜，并對(duì)薄膜的成分、結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及光學(xué)性能進(jìn)行研究，以期獲得具有良好力學(xué)性能及光學(xué)性能的氧化鉻薄膜，目的在于能在發(fā)展離子鍍膜工藝技術(shù)的同時(shí)，進(jìn)一

2、步豐富可用于表面改性的陶瓷薄膜材料庫。
　　首先，在僅改變氧氣流量情況下采用脈沖偏壓電弧離子鍍技術(shù)在石英玻璃及(111)單晶硅基片上制備一系列Cr-O薄膜。研究了氧氣流量(40 sccm-200 sccm)對(duì)薄膜表面形貌、結(jié)構(gòu)、硬度及光學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:采用脈沖偏壓技術(shù)成功制備出了一系列Cr-O薄膜;所得薄膜表現(xiàn)出良好的表面質(zhì)量;薄膜中各元素的含量基本保持相對(duì)穩(wěn)定。薄膜的硬度均在19.0 GPa以上，并且在氧氣流量為16

3、0 sccm時(shí)達(dá)到最大值24.8GPa;當(dāng)氧氣流量為80 sccm時(shí)所得薄膜表現(xiàn)出良好的透光率，最大值為71％;其光學(xué)帶隙也達(dá)到了最大值1.81 eV。
　　其次，在不同偏壓幅值下采用脈沖偏壓電弧離子鍍技術(shù)在石英玻璃及(111)單晶硅基片上制備了均勻透明Cr-O薄膜。研究了偏壓幅值(0～500 V)對(duì)薄膜表面形貌、結(jié)構(gòu)、硬度及光學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:制得薄膜均具有良好的表面質(zhì)量，且隨偏壓幅值的增大薄膜表面質(zhì)量有明顯提高;當(dāng)施