多弧离子镀技术与应用PDF电子书下载

1 多弧离子镀的沉积原理与技术特点 1

1.1　真空镀膜技术概论 1

1.1.1　真空镀膜技术 1

1.1.2　真空镀膜技术分类 4

1.2　多弧离子镀的基本结构与沉积原理 14

1.3　多弧离子镀的技术特点 17

1.4　多弧离子镀的应用 19

2　工艺参数及液滴的控制 21

2.1　大颗粒的产生 21

2.1.1 产生原因 21

2.1.2 大颗粒的输运 23

2.2　大颗粒的去除 24

2.2.1 大颗粒发射的抑制 24

2.2.2　在等离子体输运过程中大颗粒数量的减少 25

2.2.3　其他过滤器 33

2.3　大颗粒的控制效果 34

2.4　大颗粒控制的工艺实现及优化 36

2.4.1 弧电源 36

2.4.2 工艺参数的控制 36

2.4.3　过滤器的采用 37

参考文献 37

3　多弧离子镀设备的改进 42

3.1　国内外早期设备 42

3.1.1 国外早期设备简介 42

3.1.2 国内早期设备简介 45

3.2　现阶段设备进展 47

3.2.1 国外设备进展 47

3.2.2　国内设备进展 55

3.3　设备技术发展方向 63

参考文献 63

4　多弧离子镀超硬反应膜 66

4.1　多弧离子镀TiN超硬反应膜 66

4.1.1　TiN膜的沉积工艺 67

4.1.2　TiN膜层织构 71

4.1.3 TiN膜层缺陷——液滴 72

4.1.4　TiN膜层的摩擦磨损性能 73

4.1.5 TiN膜层的机械加工性能 75

4.2　多弧离子镀CrN超硬反应膜 76

4.3　多弧离子镀ZrN超硬反应膜 82

4.4　多弧离子镀（Ti,Al）N超硬膜 86

4.4.1 （Ti,Al）N膜的制备技术 86

4.4.2 （Ti,Al）N膜层 88

4.4.3 （Ti,Al）N膜的沉积参数 88

4.4.4 （Ti,Al）N膜的相组成及晶体结构 89

4.4.5 （Ti,Al）N膜的硬度和杨氏模量 91

4.4.6 （Ti,Al）N膜的过渡层与结合力 92

4.4.7 （Ti,Al）N膜的氧化腐蚀性能 94

4.4.8 （Ti,Al）N膜的机械加工性能 96

4.5　多弧离子镀（Ti,Cr）N超硬膜 98

4.6　多弧离子镀（Ti,Zr）N超硬膜 102

4.7　多弧离子镀多元超硬反应膜 107

4.7.1 TiAlZrN超硬反应膜 107

4.7.2 TiAlCrN超硬反应膜 111

参考文献 115

5　多弧离子镀高温防护涂层 120

5.1　高温防护涂层概述 120

5.1.1 高温防护涂层的历史发展［1］ 120

5.1.2 高温防护涂层的作用 123

5.2　MCrAlX高温合金防护涂层［2］ 126

5.2.1 MCrAlX型涂层的氧化和腐蚀 127

5.2.2　MCrAlX型防护涂层的组元及作用 131

5.2.3 多弧离子镀MCrAlX型防护涂层的示例 134

5.3　Ti-Al-Cr系高温钛合金防护涂层 137

5.3.1 高温钛合金的氧化行为 137

5.3.2 高温钛合金防护涂层综述 138

5.3.3　Ti-Al-Cr系高温钛合金防护涂层 139

5.4　热障涂层 144

5.4.1 热障涂层的基本设计 144

5.4.2　氧化锆的基本物理化学性质 145

5.4.3　黏结层材料 146

5.4.4 热障涂层制备工艺 148

5.4.5　热障涂层研究重点 149

参考文献 149

6　多弧离子镀装饰涂层 152

6.1　TiN装饰涂层 152

6.2　ZrN装饰涂层 156

6.3　掺金装饰涂层 157

6.4　其他装饰涂层 161

参考文献 163

7　多弧离子镀在功能薄膜中的应用 165

7.1　DLC膜 165

7.2　CN膜 169

7.3　氧化物薄膜 169

7.3.1　氧化钛薄膜 169

7.3.2　氧化锌薄膜 172

7.3.3　氧化铟锡（ITO）薄膜 174

7.3.4　氧化镁薄膜 175

7.3.5　氧化铝薄膜 176

7.3.6　氧化铜薄膜 177

7.4　金属膜 178

7.5　贮氢薄膜 179

7.6　其他复合薄膜 180

7.7　本章小结 180

参考文献 181

8　多弧离子镀合金涂层的成分问题 187

8.1　合金（反应）膜的制备方法 188

8.1.1 单元素靶多靶共用 188

8.1.2　镶嵌组合 189

8.1.3 合金靶应用与成分问题 190

8.2　成分离析现象的一般规律 192

8.3　成分离析效应的基本物理解释 194

8.3.1　基片不加负偏压的情形 195

8.3.2　基片加一定负偏压后的情形 196

8.3.3 阴极靶材各组元含量对成分离析的影响 197

8.3.4　基片负偏压对成分离析的影响 198

8.4　靶材成分设计 199

8.4.1　设计方法（1） 200

8.4.2　设计方法（2） 201

8.5　本章小结 205

参考文献 205

9　超硬反应膜形成元素分析 207

9.1　超硬膜形成元素 207

9.1.1　合金元素选择的制约因素 207

9.1.2　基体元素与合金化元素 210

9.2　超硬反应膜合金元素的物理特性分析 212

9.3　合金化元素的作用 217

9.3.1 铬（Cr）元素的作用 217

9.3.2　钒（V）元素的作用 218

9.3.3　锆（Zr）元素的作用 219

9.3.4　硅（Si）元素的作用 220

9.3.5 钼（Mo）元素的作用 221

9.3.6　钇（Y）、铪（Hf）、硼（B）元素的作用 222

9.4　多元超硬反应膜的发展趋势 222

参考文献 224

10　多弧离子镀、渗复合工艺 226

10.1　多弧离子镀、渗复合工艺 226

10.1.1 离子渗氮、离子镀复合工艺 226

10.1.2　加弧辉光渗镀复合工艺 228

10.1.3　镀渗复合工艺 232

10.2　研究的前沿问题及发展方向 233

参考文献 233

11　脉冲偏压多弧离子镀 236

11.1　脉冲偏压工艺的工作原理 236

11.2　脉冲偏压沉积工艺 236

11.3　脉冲偏压多弧离子镀技术的特征和内涵 237

11.3.1　脉冲偏压多弧离子镀的热力学类型和特征 237

11.3.2　镀膜等离子体的物理原理 238

11.3.3　镀膜电路的电磁兼容问题 241

11.4　脉冲偏压对薄膜组织结构及性能的影响 248

11.5　脉冲工艺在制备各种膜层中的应用 252

11.6　脉冲工艺在工业生产中的应用前景 254

11.7　发展方向和前景 255

参考文献 258