非平衡磁控溅射
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》范文
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》篇一摘要：本文采用闭合场非平衡磁控溅射技术，制备了CrAlN薄膜材料，并对其组织结构及性能进行了深入研究。
通过实验分析，探讨了薄膜的微观结构、晶体取向、表面形貌以及力学、电学等性能，为CrAlN薄膜在微电子、光电子等领域的应用提供了理论依据和实验支持。
一、引言CrAlN薄膜因其良好的力学性能、化学稳定性和优越的电子传输特性，在微电子、光电子等领域有着广泛的应用前景。
近年来，随着科技的发展，薄膜制备技术的不断进步，闭合场非平衡磁控溅射技术因其制备的薄膜质量高、制备工艺简单等优点而受到广泛关注。
本文旨在利用此技术制备CrAlN薄膜，并对其组织结构和性能进行深入研究。
二、实验方法1. 材料准备：选择合适的靶材和基底材料，并进行预处理。
2. 制备工艺：采用闭合场非平衡磁控溅射技术，通过调整溅射功率、气氛压力等参数，制备CrAlN薄膜。
3. 结构表征：利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对薄膜的组织结构进行表征。
4. 性能测试：通过硬度测试、电导率测试等手段对薄膜的力学、电学等性能进行测试。
三、结果与讨论1. 组织结构分析通过XRD分析，观察到CrAlN薄膜具有明显的晶体结构特征，呈现出典型的面心立方结构。
同时，通过SEM观察，薄膜表面平整，无明显缺陷。
这表明闭合场非平衡磁控溅射技术能够有效制备出高质量的CrAlN薄膜。
2. 晶体取向与微观结构在薄膜的晶体取向方面，观察到（111）晶面为优势取向，表明在非平衡磁控溅射过程中，（111）晶面生长速度较快。
同时，在微观结构上，观察到晶粒大小均匀，晶界清晰。
3. 力学性能分析硬度测试结果表明，CrAlN薄膜具有较高的硬度值，显示出良好的力学性能。
这主要归因于其紧密的晶体结构和均匀的晶粒分布。
4. 电学性能分析电导率测试显示，CrAlN薄膜具有良好的电导性能。
这得益于其良好的晶体结构和较高的载流子浓度。
非平衡磁控溅射技术在刀具涂层上的应用
干式切削技术在我国不断推广与发展 ， 对刀具涂层的要求
也在不断的提高 ， 针对 不同的工作环境 ， 一涂 层材 料难 以满 单 足干式切 屑加工对涂层的要求 ， 刀具涂层也趋向于纳米层状结
构 和 化 学 组 分 多元 化 等 方 向发 展 ， 疑 ， 些 薄 膜 技 术 的研 究 无 这
同时用 Ｃ作为基体还 可以加人Ａ， ， ｉＶ ｒ １Ｍｏ Ｔ， 和Ｙ等多种元 素来改变涂层 的化学组成 ， 从而形成多层复合纳米涂层来调节
的使用性能要求， 涂层设 计 由三部分组成 ： 金属ｃ 底层 ， 作 保证
涂 层 与 基体 附着 良好 ； ＣＮ 成 过 渡 层 ， 善 涂 层 的抗 振 性 用 ｒ构 以改
层， 通过优化 它们 的晶格结构 ， 来降低涂层 间内应力 ， 使之具有
很高 的硬度和耐磨性 ，中部渐进的氮化铬涂层作 为隔热层 ； 通 过抑制从切削区到刀片 的热传导来 降低热冲击 ； 同时还可在外 层镀上低摩擦系数 的Ｍ Ｓ等减少摩擦力及摩擦热 ，可实现 固 ｏ２
ｒ ｎ ｅ ｓｔ ｎ ｔ ｅ ａ ｈ ｓｏ ｎ ｔ ｃ ｕ ｅ ｏ ｏ ｔ ｇ ｄ — ｅ ｔ ｄ ｎ ｉ ｏ ｈ ｄ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｓｒ ｔ ｒ ｃ ａ ｎ ｅ ｙ ｕ ｆ ｉ
涂层化学成分 硬度 （咖 ｍ ） ｋ ２
Ｃ Ａ１ ｒ Ｎ
ＣＩ ｒ Ｎ Ｉ
中性离子发生 碰撞 ， 一步提 高镀 膜空间 的离 子体 密度 ， 进 同时
由于 系统 内相 邻 的靶 间的磁力线是 闭合 的 。封闭 的磁 力线分 布可大大减少飞 向气壁 的离子损失 ，传递强离子流到衬底 ， 并 在衬底附 近也 保持一个厚 的等离子体 区 。通过优化磁 控靶 材 设计和对 脉冲偏压 的改 变能够 明显 的改善衬底 的预溅 射清洗 效率 ， 使涂层 的结合力得 到明显的提高 。我们采用新型闭合场 非平衡磁 控溅射Ｃ Ｕ Ｓ Ｕ Ｐ ５ （ 图 １ ，它的离子 电流 密 Ｆ Ｍ Ｄ ８０ 如 ） 度和薄膜沉积 速率较传统 平面磁控溅射 技术提高 １ｏ 以上 ， ０倍
非平衡磁控溅射技术的应用与展望
离子轰击材料表面 ， 使被轰击出的粒子沉积在基
体表面的技术 。 它包括二级溅射 、 平衡磁控溅射 和非平衡磁控溅射等。 二级溅射是所有溅射技术
的基础 ， 二级溅射结构简单， 但是要求工作气压 高 （ ａ ， ＞ｌ ）还存在基体温升高和沉积速率低等 Ｐ
１８ ３
８
Ｔｈ ｎ Ｓ ｌ ｌ ，１ ９ ， ９ ￣ ９１ ３ ９ ｉ ｏ ｉ Ｆｉ ｄ ｍｓ ９ ６ ２ ０ ２ ３ ：
Ｆａ ｈ ｒ ｃ Ｐ ， Ｇｏ ｄ ｃ ｅ ｅ ｉｋ Ｋ’ Ｗ ｉ ｋ ｅ ｎ ｌ ｒ Ｔ Ａｄ ａ ｔ ｇ ｏ ｓ ｖ ｎａ ｅ ｕ
Ｐ ｓｉｉ ｔ ｓ ｏ ｓ ｌ ｉ ，Ｄｅ ｉ ｎ ｂ ｉｅ ｓｇ Ａｓ ｅ ｔ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｃ ｌ Ｕｓ ｆ ｐ ｃ ｓ ａ ｅ ｈ ｉ ａ ｅ ｏ ｎ
随着机械 、电源和控制等相关技术 的进步， 磁控溅射技术将得到进一步发展。最近， 由于稀 土永久磁铁 的应用， 过去靶材表面的磁场强度只 有 ３０ ０ ｓ 现在已经提高到 ｌ Ｇ ， ０ ￣５０Ｇ ， ｓ 使得磁 ｋ
考 文
献
Ｋｅｌ Ｐ Ｊ Ａｒ ｅｌ ｌｙ ， ｎｌ Ｒ Ｄ．Ｍ ａ ｎ ｗｏ Ｓ ｕ ｔｒｎ ： ａ ｇ ｅ ｎ ｐ ｔ ｉｇ ｅ Ｒｅ ｉｗ ｏ ｃ ｎ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｎ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ． ｖｅ ｆ Ｒｅ ｅ ｔ ｖ ｌｐ ｎ ａ ｄ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ Ｖ ｃ ｕ ２ ｏ ， ６ １６ ａ ｕ ｍ， ｏ ０ ５ ： ５
控溅射系统可 以产生非常理想 的离子沉积环境，
因此可 以制备高密度 、 高强度和与基片结合性能 极其优秀的薄膜 。 两个或两个以上的非平衡磁控
中频孪生靶非平衡磁控溅射纳米硅薄膜的研究的开题报告
中频孪生靶非平衡磁控溅射纳米硅薄膜的研究的开题报告一、选题背景和意义硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电子、信息技术、太阳能电池等领域。
纳米硅是指晶粒尺寸在1-100纳米之间的硅材料，具有较高的比表面积和量子效应等独特的物理和化学性质，因而具有广泛的应用前景。
纳米硅的制备方法有物理法、化学法和生物法等多种，其中物理法中最常用的是溅射法。
磁控溅射是一种目前应用最广泛的溅射方法之一，但由于溅射过程中的高温和高压等问题，很难得到纳米级别的硅薄膜。
因此，在磁控溅射技术中引入中频孪生靶非平衡磁控溅射技术，可以有效控制薄膜制备过程中的温度和压力，从而制备出纳米硅薄膜。
本研究旨在探究中频孪生靶非平衡磁控溅射技术制备纳米硅薄膜的制备工艺和性能表现，从而为纳米硅材料的制备提供一种新的思路和方法。
二、研究内容和方法1. 研究中频孪生靶非平衡磁控溅射技术制备纳米硅薄膜的工艺参数，包括靶材料、功率、气压、离子束功率、卫星阱等参数的优化。
2. 使用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等测试手段研究制备薄膜的微观结构和表面形貌。
3. 使用热重分析（TGA）、差热扫描量热法（DSC）、UV-Vis光谱等测试手段研究纳米硅薄膜在高温和光照作用下的热稳定性和光电性能。
三、预期成果和意义1. 研究中频孪生靶非平衡磁控溅射技术制备纳米硅薄膜的工艺参数，为制备高质量的纳米硅薄膜提供技术支持和理论依据。
2. 通过对纳米硅薄膜的微观结构和表面形貌的研究，深入了解纳米硅薄膜的物理和化学性质。
3. 研究纳米硅薄膜在高温和光照作用下的热稳定性和光电性能，为其在光电子、信息技术、太阳能电池等领域的应用提供参考和指导。
四、进度安排1. 第一年：研究中频孪生靶非平衡磁控溅射技术制备纳米硅薄膜的工艺参数，并利用测试手段对纳米硅薄膜的物理和化学性质进行初步研究。
2. 第二年：进一步研究纳米硅薄膜的微观结构和表面形貌，探究其光电性能，并制备相应的光电器件进行测试。
闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术简介
CrTiAlN 钻孔实验
实验条件 工具: 6.35mm (¼ inch) 直径钻头 工件: 20mm 碳钢板 要求: 通孔 速度: 4050 rpm (＝ 81m/min) 进刀速率: 0.945 m/min
钻头的处理 无镀层 TiN镀层 CrTiAlN镀层 工件的硬度 (HV) 153 钻孔数量 <1 104 225
前 言 世界表面处理技术的发展过程
1960 1970 1980
渗氮/渗碳处理 热处理 热喷涂 电镀处理 化学气相沉积 物理气相沉积
等离子体
激光
真空 蒸发镀
磁控 溅射
电弧 离子镀
磁控溅射 离子镀
前
言
磁控溅射离子镀
磁控溅射离子镀（MSIP）是指基体带有负偏压的 磁控溅射镀膜工艺，它把磁控溅射的优点(成膜速率高、 源为大平面源，有利于膜层厚度均匀)和离子镀过程的 优点（能改变膜基界面的结合形式，提高膜基附着力， 膜层组织致密等）结合在一起，形成了一种新的镀膜 技术。
Closed Field Unbalanced Magnetron Sputter Ion Plating (CFUMSIP)
闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术简介
报告人：贾克辉
上海梦溪机电设备有限公司
目
录
前言 磁控溅射离子镀 闭合场非平衡磁控溅射离子镀原理 闭合场非平衡磁控溅射离子镀工艺 小结
CrTiAlN 镀层磨损性能测试
测试条件 :干燥环境下， 用φ5mm 的WC球 以 200mm/s 速度在工件表面滑动1h。
金属层
CrAlTiN镀层
磨损 痕迹
240 μm
n 基体和镀层在严厉的磨损条件下发生了塑性变形而没有失效，表明 其具有高韧性。 n 无可测量的磨损量表明镀层具有极高的抗磨损性能。
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》范文
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》篇一一、引言随着现代微电子和光电子技术的发展，薄膜材料因其独特的物理和化学性质，在诸多领域展现出巨大的应用潜力。
其中，CrAlN薄膜作为一种重要的功能性薄膜材料，在表面涂层、电磁屏蔽以及光学器件等方面具有广泛的应用。
而沉积技术的选择对薄膜的组织结构和性能具有关键性影响。
本研究采用闭合场非平衡磁控溅射技术制备CrAlN薄膜，对其组织结构和性能进行深入研究。
二、闭合场非平衡磁控溅射技术闭合场非平衡磁控溅射技术是一种先进的薄膜制备技术，其特点在于高能离子在强磁场的作用下高速撞击靶材，从而实现薄膜的沉积。
该技术具有沉积速率快、成膜均匀、与基底附着力强等优点。
通过调整溅射功率、气体流量、基底温度等参数，可以有效地控制薄膜的成分和结构。
三、实验方法本实验采用闭合场非平衡磁控溅射系统，以CrAl合金作为靶材，在适当的工艺参数下进行薄膜的沉积。
通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）等手段对薄膜的组织结构进行观察和分析，同时通过测量薄膜的硬度、电阻率、光学性能等指标评估其性能。
四、结果与讨论1. 组织结构分析经过XRD分析，CrAlN薄膜呈现典型的面心立方结构，晶粒尺寸均匀，无明显缺陷。
SEM和TEM观察显示，薄膜表面平整，晶粒排列紧密，无明显孔洞或裂纹。
这表明闭合场非平衡磁控溅射技术能够有效地制备出组织结构良好的CrAlN薄膜。
2. 性能分析对CrAlN薄膜的性能进行测量，结果显示其硬度较高，具有较好的耐磨性；电阻率适中，适用于电子器件的制造；在光学性能方面，薄膜具有良好的透光性和反射性能，可用于光学器件的制备。
此外，通过对不同工艺参数下制备的薄膜进行比较，发现溅射功率和基底温度对薄膜的性能具有显著影响。
五、结论本研究采用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了CrAlN薄膜，对其组织结构和性能进行了深入研究。
结果表明，该技术能够有效地制备出组织结构良好、性能优异的CrAlN薄膜。
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》范文
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》篇一摘要：本文以闭合场非平衡磁控溅射技术为手段，对CrAlN薄膜的组织结构和性能进行了深入研究。
通过系统地控制溅射参数，我们成功地制备了高质量的CrAlN薄膜，并对其结构、成分、微观形貌以及物理性能进行了全面分析。
本文旨在为闭合场非平衡磁控溅射技术在薄膜材料制备领域的应用提供理论依据和实验支持。
一、引言随着现代科技的快速发展，薄膜材料因其优异的物理、化学和机械性能在众多领域得到了广泛应用。
CrAlN薄膜作为一种重要的功能性薄膜材料，在微电子、光学、传感器等领域有着广泛的应用前景。
本文采用闭合场非平衡磁控溅射技术制备CrAlN薄膜，并对薄膜的组织结构和性能进行系统研究，为进一步优化薄膜性能和应用提供理论支持。
二、实验方法1. 材料准备：选用高纯度的Cr、Al金属靶材和N2气体作为溅射源。
2. 设备选择：采用闭合场非平衡磁控溅射设备进行薄膜制备。
3. 工艺参数：通过调整溅射功率、气体流量、基片温度等参数，控制薄膜的制备过程。
4. 样品制备：在基片上沉积CrAlN薄膜，并对其厚度和均匀性进行控制。
三、薄膜组织结构分析1. X射线衍射（XRD）分析：通过对CrAlN薄膜进行XRD 分析，观察到了明显的衍射峰，表明薄膜具有较高的结晶度和良好的取向性。
2. 扫描电子显微镜（SEM）观察：利用SEM观察了CrAlN 薄膜的表面形貌，发现薄膜表面平整致密，颗粒分布均匀。
3. 透射电子显微镜（TEM）分析：通过TEM观察了薄膜的内部结构，发现晶粒内部结构致密，无明显缺陷。
四、薄膜性能研究1. 力学性能：通过对CrAlN薄膜进行硬度测试和摩擦系数测试，发现薄膜具有较高的硬度和良好的耐磨性能。
2. 化学稳定性：通过在腐蚀性介质中的浸泡实验，发现CrAlN薄膜具有较好的化学稳定性。
3. 光学性能：通过对CrAlN薄膜进行光谱分析，发现其具有优良的光学透过率和反射率。
非平衡磁控溅射.
氮化硅薄膜：优良的机械性能，薄膜硬度很高，耐磨性和抗划伤能力很 强
图4 不同N2流量比率R(N2)条件下氮化硅薄膜的显微硬度
1#试样表面局部小面积薄膜脱落，2#，3#撑试样仍然没有起皮和薄膜脱 落现象发生。这可能是由于l#试样的薄膜比较厚的原因造成的。
图5
镀层盐雾腐蚀24 h后的表面形貌
在腐蚀电位附近，各样品的极化电流 都随极化过电位的增大而快速增加， 表明电极化过程受电子转移的电化学 活化控制。当阳极极化到弱极化区后。 极化电流随极化电位的升高而增大， 但极化曲线的斜率愈来愈大，即电极 过程的阻力越来越大，电子的转移越 来越困难
由图可知，当极化电位进一步升高， Ti／TiN多层膜极化曲线出现转折点， 在转折点以上极化电流迅速增加，说 明镀层表面出现了局部腐蚀或镀层中 原有微观孔隙因腐蚀而贯穿到了铀基 体，局部活性点构成了大阴极小阳极 的腐蚀电偶对，从而加快了样品的腐 蚀。
பைடு நூலகம்
图1 非平衡磁控溅射源示意图
二、分类
非平衡磁控溅射系统有两种结构： 外环磁场强度高于芯部磁场强度，磁力线形成闭合回路， 部分外环的磁力线延伸到基体表面。 芯部磁场强度比外环高，磁力线没有闭合，被引向真空 室壁，基体表面的等离子体密度低；
图2 （a）外环磁场强度高于芯部示意图 (b) 芯部磁场强度高于外环示意图
图3 （a）双靶闭合磁场磁控溅射 （b）双靶镜像磁场磁控溅射
三、特点
优点： 缺点：
1 、靶材离化率高，薄膜 设备结构较为复杂，开 沉积速率快 发、维修、护理等附加 2 、在复杂基体和不同材 成本较高。 料上实现了均匀沉积 3 、涂层附着性好，结合 强度高
四、研究实例（一） Surface Modification of AZ31 Mg Alloys by Depositing Silicon Nitrides Films
中频非平衡磁控溅射制备dlc膜的工艺研究
中频非平衡磁控溅射制备dlc膜的工艺研究
近年来，随着纳米技术的发展，针对硬质材料的研究也得到了广泛关注。
其中，氢化非晶碳（DLC）膜具有优异的耐磨性、低摩擦系数和优良的化学稳定性，因此被广泛应用于涂层材料领域。
而中频非平衡磁控溅射是一种常用的制备DLC膜的方法。
中频非平衡磁控溅射是一种通过在真空环境下将目标材料置于磁场中，利用氩离子轰击目标材料表面并产生等离子体，使其蒸发并沉积在基底上的技术。
相比于其他制备方法，中频非平衡磁控溅射具有能量高、沉积速率快、薄膜致密性好等优点。
然而，制备DLC膜仍面临一些挑战。
首先，DLC膜的制备工艺需要精确控制氩离子束的能量和轰击时间，以控制溅射过程中碳离子的能量和通量，从而影响膜的成分和性能。
在中频非平衡磁控溅射过程中，需要通过调节磁场强度、气压和溅射功率等参数来实现这一目的。
其次，DLC膜的结构和性能也受到沉积速率的影响。
过高的沉积速率会导致膜内部应力的积累，从而影响膜的结构稳定性和机械性能。
因此，在中频非平衡磁控溅射制备DLC膜时，需要通过合理调节溅射功率和气压等参数，控制沉积速率，以得到具有理想结构和性能的膜。
此外，DLC膜的表面粗糙度也是一个需要关注的问题。
表面粗糙度直
接影响到膜的摩擦性能和光学特性。
针对这一问题，可以通过引入辅助电极或控制溅射功率分布来改善膜的表面质量。
综上所述，中频非平衡磁控溅射是一种制备DLC膜的有效方法，但在工艺过程中需要合理调节参数，以控制成分、结构和性能。
随着对DLC膜的深入研究，相信在未来会有更加先进和高效的制备工艺出现，推动DLC膜在涂层材料领域的广泛应用。
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》范文
《闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜组织结构和性能研究》篇一一、引言随着材料科学的不断发展，薄膜材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛应用。
CrAlN薄膜作为一种具有高硬度、良好的耐磨性和优异的化学稳定性的薄膜材料，在切削工具、耐磨涂层以及半导体器件等领域具有巨大的应用潜力。
闭合场非平衡磁控溅射技术作为一种先进的薄膜制备方法，为制备高质量的CrAlN薄膜提供了可能。
本文旨在研究通过闭合场非平衡磁控溅射沉积的CrAlN薄膜的组织结构和性能，为该薄膜材料的应用提供理论依据。
二、实验方法1. 材料准备选择高纯度的Cr和Al靶材，以及N2气体作为溅射气体。
靶材经过预处理，保证表面无杂质和污染。
2. 薄膜制备采用闭合场非平衡磁控溅射系统，设定合适的溅射功率、气体流量和溅射时间等参数，进行CrAlN薄膜的沉积。
3. 样品表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段对薄膜的组织结构进行表征；通过硬度计、摩擦计等设备测试薄膜的力学性能。
三、结果与讨论1. 薄膜组织结构通过XRD分析，可以观察到CrAlN薄膜具有明显的晶体结构，且呈现出良好的结晶性。
SEM和TEM分析显示，薄膜表面平整，无明显缺陷，晶粒大小均匀。
2. 力学性能CrAlN薄膜具有较高的硬度，其耐磨性能也表现出色。
通过硬度计和摩擦计的测试，发现薄膜的硬度随Al含量的增加而提高，同时耐磨性能也得到改善。
3. 磁控溅射参数对薄膜性能的影响研究发现，在一定的范围内调整溅射功率和气体流量等参数，可以优化CrAlN薄膜的性能。
适当的溅射功率和气体流量有助于提高薄膜的结晶性和力学性能。
4. 薄膜性能的优化策略针对CrAlN薄膜的性能特点，提出了一系列优化策略。
如通过调整靶材的成分比例，优化溅射工艺参数等手段，进一步提高薄膜的硬度、耐磨性和化学稳定性。
四、结论通过闭合场非平衡磁控溅射技术制备的CrAlN薄膜具有优异的组织结构和性能。
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四、研究实例（二）
Microstructures and Corrosion Resistance of Ti．Based Films Deposited on Depleted Uranium
单层膜：微孔和裂纹等缺陷 → 腐蚀介质到达铀基体→ 组成腐蚀电偶而腐蚀 → 缺陷扩展 → 膜层开裂和脱离 Ti／TiN多层膜：各亚层界面之间的反复形核 → 细化晶粒 → 空隙率降低、致 密性提高 → 抗腐蚀性改善
[3]牟宗信,臧海蓉,刘冰冰等.AZ31镁合金基材非平衡磁控溅射镀膜工艺研究[J].真空科学 与技术学报,2012,32(1):6-10.
[4]朱生发,刘天伟,吴艳萍等.铀表面非平衡磁控溅射离子镀Ti基薄膜的组织结构与腐蚀性 能[J].真空科学与技术学报,2012,32(3):240-243.
[5]Lin, J.,Moore, J.J.,Pinkas, M. et al.TiBCN:CN_x multilayer coatings deposited by pulsed closed field unbalanced magnetron sputtering[J].Surface; Coatings Technology,2011,206(4):617-622.
图5 镀层盐雾腐蚀24 h后的表面形貌
在腐蚀电位附近，各样品的极化电流 都随极化过电位的增大而快速增加， 表明电极化过程受电子转移的电化学 活化控制。当阳极极化到弱极化区后。 极化电流随极化电位的升高而增大， 但极化曲线的斜率愈来愈大，即电极 过程的阻力越来越大，电子的转移越 来越困难
由图可知，当极化电位进一步升高， Ti／TiN多层膜极化曲线出现转折点， 在转折点以上极化电流迅速增加，说 明镀层表面出现了局部腐蚀或镀层中 原有微观孔隙因腐蚀而贯穿到了铀基 体，局部活性点构成了大阴极小阳极 的腐蚀电偶对，从而加快了样品的腐 蚀。
图3 （a）双靶闭合磁场磁控溅射 （b）双靶镜像磁场磁控溅射
三、特点
优点：
缺点：
1、靶材离化率高，薄膜 沉积速率快
2、在复杂基体和不同材 料上实现了均匀沉积
设备结构较为复杂，开 发、维修、护理等附加 成本较高。
3、涂层附着性好，结合 强度高
四、研究实例（一） Surface Modification of AZ31 Mg Alloys by Depositing Silicon Nitrides Films溅射简介 分类 特点 研究实例
一、非平衡磁控溅射
对于一个磁控溅射靶，其 外环磁极的磁场强度与中部 磁极的磁场强度相等或相近， 则称为“平衡”磁控溅射靶。 一旦某一磁极的磁场相对于 另一极性相反的部分增强或 者减弱，就导致了溅射靶磁 场的“非平衡”。
图1 非平衡磁控溅射源示意图
二、分类
非平衡磁控溅射系统有两种结构： 外环磁场强度高于芯部磁场强度，磁力线形成闭合回路，
部分外环的磁力线延伸到基体表面。 芯部磁场强度比外环高，磁力线没有闭合，被引向真空
室壁，基体表面的等离子体密度低；
图2 （a）外环磁场强度高于芯部示意图 (b) 芯部磁场强度高于外环示意图
图6 一500 V偏压下Ti、TiN单层 膜、Ti／TiN多层膜及铀基体的电 化学极化曲线
参考文献
[1]巩中宣.闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术概述[J].内燃机与配件,2013,(1):19-21,24.
[2]李芬,朱颖,刘合等.磁控溅射技术及其发展[J].真空电子技术,2011,(3):49-54.
感谢关注
[6]Zhifeng Shi,Yingjun Wang,Nan Huang et al.Microstructure, mechanical properties and wetting behavior of F: Si-C-N films as bio-mechanical coating grown by DC unbalanced magnetron sputtering[J].Journal of Alloys and Compounds: An Interdisciplinary Journal of Materials Science and Solid-state Chemistry and Physics,2013,552:111-118.
镁合金：密度小，比强度高；耐腐蚀性能差，强度低 氮化硅薄膜：优良的机械性能，薄膜硬度很高，耐磨性和抗划伤能力很 强
图4 不同N2流量比率R(N2)条件下氮化硅薄膜的显微硬度
1#试样表面局部小面积薄膜脱落，2#，3#撑试样仍然没有起皮和薄膜脱 落现象发生。这可能是由于l#试样的薄膜比较厚的原因造成的。 热震实验结果表明：SiN薄膜与AZ31镁合金基底之间的结合力良好，足以 满足应用需要。
镜像：由于两个靶磁场的相互排斥，纵向磁场都被迫向镀膜区外弯曲， 电子被引导到真空室壁上流失，总体上降低了电子进而离子的数量。由 于镜像磁场方式不能有效地束缚电子，等离子体的溅射效率未得到提高。 闭合磁场：非平衡靶对在镀膜区域的纵向磁场是闭合的。只要磁场强 度足够，电子就只能在镀膜区域和两个靶之间运动，避免了电子的损失， 从而增加了镀膜区域的离子浓度，大幅度提高了溅射效率。