ICF用成分密度渐变金属涂层的制备技术研究

发布时间：2021-02-18 05:45

　　成分密度渐变涂层是一种由两种密度相差较大的元素其含量随厚度线性变化形成的一种薄膜材料。在惯性约束聚变（ICF）物理实验中,成分密度渐变涂层可作为双壳层靶内层材料,以缓解双壳层靶在点火过程中产生的流体力学不稳定性扰动增长的问题。而由于ICF物理实验的不断进步,需要探索制备满足ICF实验要求的低表面粗糙度成分密度渐变涂层。所以制备成分密度渐变涂层并探索薄膜沉积过程中的表面粗糙度的演化机理是我们研究的重点内容。本文采用超真空直流磁控溅射设备以共溅射的方式制备成分密度渐变涂层,通过系统研究不同因素对成分密度渐变涂层的影响,本文主要总结了以下三个方面的内容,同时在高Z-低Z（Z为原子序数）成分密度渐变涂层研究中取得了一些突出的结果:（1）研究了不同低Z元素对平面成分密度渐变涂层表面粗糙度的影响。结果表明:在平面上的三种高-低Z成分密度渐变涂层中,钨/铝渐变涂层的表面粗糙度最小,其Rq值为4.2±0.3 nm;钨/碳渐变涂层其次,Rq值为5.2±0.4 nm;钨/铝渐变涂层表面粗糙度最大,为5.3±0.6 nm。钨/碳渐变涂层在溅射过程中形成WC_1-x,同时α相钨和β相钨分别... 

【文章来源】：西南科技大学四川省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 成分密度渐变涂层
        1.2.1 成分密度渐变涂层的结构
        1.2.2 成分密度渐变涂层的研究进展
    1.3 成分密度渐变涂层的制备方法
        1.3.1 物理气相沉积法
        1.3.2 化学气相沉积
    1.4 成分密度渐变涂层目前存在的问题
    1.5 本课题的研究内容和技术路线
2 涂层的制备及表征方法
    2.1 引言
    2.2 涂层的制备设备、基底清洗及实验操作步骤
        2.2.1 设备简介
        2.2.2 基底的清洗
        2.2.3 样品制备过程
    2.3 样品的表征手段
        2.3.1 表面台阶仪
        2.3.2 白光干涉仪测试
        2.3.3 原子力显微镜（AFM）测试
        2.3.4 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）
        2.3.5 X射线衍射（XRD）测试
        2.3.6 能量色散X射线光谱（EDS）
        2.3.7 电子计算机断层扫描（CT成像）
        2.3.8 X光射线照相机
3 不同低Z元素对Si片上成分密度渐变涂层的表面粗糙度的影响
    3.1 引言
    3.2 不同低Z元素渐变涂层的制备
        3.2.1 不同低Z元素渐变涂层的制备
        3.2.2 各元素的沉积速率分析
    3.3 不同低Z元素成分密度渐变涂层的表征
        3.3.1 不同低Z元素成分密度渐变涂层的表面粗糙度分析
        3.3.2 不同低Z元素成分密度渐变涂层的形貌分析
        3.3.3 不同低Z元素成分密度渐变涂层的表面晶粒大小分析
        3.3.4 不同低Z元素成分密度渐变涂层的断面元素变化分析
        3.3.5 不同低Z元素成分密度渐变涂层的物相分析
    3.4 本章小结
4 不同厚度对三种平面成分密度渐变涂层表面粗糙度的影响
    4.1 引言
    4.2 不同厚度的三种平面成分密度渐变涂层的制备
    4.3 不同厚度三种成分密度渐变涂层的表征
        4.3.1 不同厚度的三种平面成分密度渐变涂层的表面粗糙度
        4.3.2 不同厚度的三种平面成分密度渐变涂层的形貌分析
        4.3.3 不同厚度的三种平面成分密度渐变涂层的物相分析
    4.4 本章小结
5 不同低Z元素对PAMS空心微球上成分密度渐变涂层的表面粗糙度的影响
    5.1 引言
    5.2 不同低Z元素成分密度渐变涂层的制备
        5.2.1 球面不同低Z元素三种成分密度渐变涂层的制备
        5.2.2 不同元素在球面的沉积速率及球面涂层的制备参数
    5.3 球面不同低Z元素三种成分密度渐变涂层的表征
        5.3.1 球面不同低Z元素三种成分密度渐变涂层的表面粗糙度
        5.3.2 球面不同低Z元素三种成分密度渐变涂层的形貌
        5.3.3 球面不同低Z元素三种成分密度渐变涂层的晶粒尺寸
        5.3.4 球面不同低Z元素三种成分密度渐变涂层的断面元素分布
        5.3.5 球面不同低Z元素三种成分密度渐变涂层的涂层均匀性
    5.4 球面成分密度渐变涂层的表面粗糙度值优化
    5.5 平面和球面上沉积成分密度渐变涂层的异同
    5.6 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]空心微球上Al-W多层涂层的制备与表征[J]. 孙书兵,刘艳松,何小珊,王锋,何智兵,黄景林,刘磊.  材料导报. 2018(24)
[2]多靶磁控溅射镀膜设备及其特性[J]. 佘鹏程,陈庆广,胡凡,陈特超,彭立波,张赛,毛朝斌.  电子工业专用设备. 2016(06)
[3]磁控溅射技术的原理与发展[J]. 王俊,郝赛.  科技创新与应用. 2015(02)
[4]磁控溅射制备成分渐变Au/Cu复合涂层的研究[J]. 刘艳松,何智兵,李俊,许华.  原子能科学技术. 2014(05)
[5]磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J]. 郝晓亮.  电子工业专用设备. 2013(06)
[6]磁控溅射不同厚度铝薄膜的微结构及其表面形貌[J]. 雷洁红,段浩,邢丕峰,周旭东,杨耀.  半导体光电. 2010(06)
[7]真空磁控溅射镀膜设备及工艺技术研究[J]. 程建平,杨晓东.  电子工业专用设备. 2009(11)
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[9]直流磁控溅射研究进展[J]. 石永敬,龙思远,王杰,潘复生.  材料导报. 2008(01)
[10]热丝加热电流对CH薄膜沉积速率和表面形貌的影响[J]. 张占文,李波,王朝阳,余斌,吴卫东.  强激光与粒子束. 2003(08)



本文编号：3039119