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、高化學穩(wěn)定性及抗腐蝕等性能，被廣泛應用于冶金、顏料、磨料、耐火材料及新發(fā)展的熔噴涂料等方面。近年來對氧化鉻薄膜的研究主要集中在成分結構、機械性能、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在石英玻璃及硅片上制備鉻的氧化物薄膜，并對薄膜的成分、結構、力學性能及光學性能進行研究，以期獲得具有良好力學性能及光學性能的氧化鉻薄膜，目的在于能在發(fā)展離子鍍膜工藝技術的同時，進一

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)對薄膜表面形貌、結構、硬度及光學性能的影響。研究結果表明:采用脈沖偏壓技術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時達到最大值24.8GPa;當氧氣流量為80 sccm時所得薄膜表現(xiàn)出良好的透光率，最大值為71％;其光學帶隙也達到了最大值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)對薄膜表面形貌、結構、硬度及光學性能的影響。研究結果表明: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;當施