导读:本文包含了阴极微弧放电论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:辅助阳极,TiSiCN,TMS,韧性
阴极微弧放电论文文献综述
孔营,王本福,靳朋礼,巩春志,田修波[1]（2019）在《电场增强阴极弧放电TiSiCN薄膜结构及性能研究》一文中研究指出随着精密机械高新技术产业的发展,对在高低温交变、高速、高负载、特殊介质等苛刻工况条件下使用的硬质薄膜提出了更高的要求,传统的Ti基薄膜已逐渐被性能更优的多元复合纳米薄膜所代替。TiN薄膜中通过掺杂C、Si元素可以细化晶粒,增强薄膜中交变应力,使薄膜中的结晶界面相与其包裹的纳米晶呈共格外延生长,膜层结构由柱状结晶态转变为非晶包裹纳米晶的复合结构,可以显着提高膜层硬度和抗裂纹扩展的能力,因此TiSiCN薄膜在硬质薄膜领域得到了广泛的关注。传统的TiSiCN制备方法主要通过磁控溅射复合TiSi和石墨靶材,复合靶材生产难度大、价格昂贵,而且磁控溅射技术离化程度低,为了提高制备TiSiCN薄膜的灵活性,可利用TMS气体(四甲基硅烷)来获得Si和C的掺杂。与磁控溅射相比,采用多弧可以有效提高系统内离化率,但是在多弧中加入TMS,弧靶很容易中毒,放电不稳定,而且工件偏流降低。为此需要采用新的手段来实现TMS的掺杂,但是要抑制TMS加入对放电的不良影响。本文提出了一种电场增强阴极弧制备TiSiCN薄膜的方法,研究了辅助阳极电流对阴极弧放电特性、涂层相结构、截面形貌、耐磨性以及结合力的影响。研究结果表明,辅助阳极电流对膜层的组织结构和力学性能影响明显。通过XRD、XPS和EDS的分析表明,薄膜呈现由TiCxNy结晶相嵌入到Si_3N_4, SiCx和非晶C(sp~2)组成的纳米复合结构,随着辅助阳极电流的升高,晶粒尺寸降低,膜层中Si的含量逐渐升高。当辅助阳极电流在30A时,制备的膜层结构致密,膜层具有最佳的综合性能,较高的硬度(40.3 GPa),压痕韧性最优((K_C=5.63 MPa·m~(1/2)),膜基结合力达到HF1。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15）
陈兵[2]（2019）在《超高脉冲石墨阴极弧放电及ta-C薄膜结构性能研究》一文中研究指出ta-C薄膜具有许多优良的性能,集石墨与金刚石众多优点于一身,如耐磨损性能好、硬度高、化学稳定性好、以及良好的生物相容性,应用领域广泛。ta-C与基体高速钢之间有着较大的结构成分差异,在沉积薄膜时会积累很大的内应力,膜基结合力下降,且ta-C电阻率大,导致沉积速率低。本研究为了提高薄膜附着力,设计了Cr/CrC过渡层结构,为增大靶材离化率提高沉积速率,使用了课题组自研的高脉冲电源进行沉积薄膜,该电源脉冲峰值电流最高可达1000A。通过调节脉冲频率、脉冲宽度、气压和氮气流量等参数研究了石墨靶材放电特性和等离子体光谱特性。在不同偏压、气压和峰值电流下制备了ta-C薄膜,在ta-C中进行N掺杂,可以降低内应力,提高附着力,增加耐腐蚀性能,本文在不同氮气流量下制备了ta-C:N薄膜并研究了其结构与性能。放电及光谱研究表明,在纯氩气条件下,脉宽一定,随着频率的增大,峰值电流减小,基体偏流减小,C(1+)/Ar(1+)不断减小;频率一定,随着脉宽的增大,峰值电流减小,基体偏流减小,C(1+)/Ar(1+)先减小后增加;随着气压的增大,基体偏流逐渐减小,C(1+)/Ar(1+)不断减小。在氮气氩气混合气体条件下,随着峰值电流的增加,基体偏流变大,C(1+)和N_2(1+)都增多。高的峰值电流可以显着增加石墨和氮气的离化率,且靶材不易毒化,随着氮气流量的增加,C(1+)减少,N_2(1+)增多,基体偏流减小。薄膜的结构性能分析表明,在偏压为-80V时,ta-C薄膜的大颗粒数最少,表面最干净。随着气压的增大,表面大颗粒数逐渐减少,随着氮气流量的增加,ta-C:N表面大颗粒数量减少。ta-C沉积速率随着偏压的增大而增大,随着气压的增加而减小,随着峰值电流的增大,沉积速率先增加后下降。峰值电流为600A时沉积速率最快,达到7.2nm/min;ta-C:N的沉积速率随氮气流量的增加而减小。随着偏压的增大,ta-C薄膜中sp~3键含量先增加后降低,-80V时最大,随着气压的增加,ta-C薄膜中sp~3键含量逐渐降低;sp~3键含量随着峰值电流的增大先增加后减小,600A时最大,随着氮气流量的增加,所制备的ta-C薄膜含氮量逐渐增加,且sp~3键含量逐渐降低。所制备薄膜硬度的变化与sp~3键含量变化一致,在气压为0.03Pa时,硬度达到最大49.2GPa,掺氮后薄膜的硬度显着降低,且随着氮含量的增多,硬度逐渐降低。耐蚀性测试表明:ta-C的耐蚀性好于基体,且掺氮后薄膜耐蚀性大幅提高。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
万鹏飞[3]（2018）在《石墨脉冲阴极弧放电及ta-C涂层制备研究》一文中研究指出ta-C涂层具有众多卓越的性能,其超高的硬度和化学稳定性在精密加工和汽车等行业都产生了巨大的经济效益。由于ta-C涂层与高速钢具有较大的机械性能差异,并且其涂层具有较大的本征内应力,导致了涂层具有较差的膜基结合性能。PVD制备ta-C涂层过程中碳的离化率较低,导致了ta-C涂层沉积速率较低并且性能较差。本文为提高ta-C涂层的结合性能,设计了支撑层结构;为提高涂层沉积速率和性能,使用脉冲弧技术提高沉积过程中等离子体的离化率。本文使用自行研制的脉冲电源,通过改变脉冲频率、脉冲宽度、脉冲端平均电流和脉冲峰值电流和气压等参数研究了石墨脉冲阴极弧放电特性和光谱特性。本文设计了Cr/ta-C梯度结构,利用脉冲阴极弧技术在M2高速钢和单晶Si片上制备ta-C涂层。通过改变沉积工艺参数研究了脉冲峰值电流、沉积时间、基体倍转模式对涂层沉积速率,表面大颗粒,膜基结合力,涂层结构,纳米硬度和摩擦磨损性能的影响。放电测试结果表明,保持脉冲端和直流端平均电流不变,脉宽不变,随着频率的增大,基体电流不断减小,C+/Ar+值不断减小;保持脉冲端和直流端平均电流不变,频率不变,随着脉宽的增大,基体电流不断减小,C+/Ar+值先减小后增加;保持脉冲端和直流端平均电流不变,峰值电流不变,基体电流在低气压下随脉宽增加而增加,高气压下随脉宽增加减小,C+/Ar+值随着脉宽的增加而增加。保持平均输出电流不变,脉宽和频率不变的情况下,随着脉冲端平均电流的增大,基体电流不断增大,C+/Ar+增大。保持平均输出电流,峰值电流和脉宽不变的情况下,随着脉冲端平均电流的增大基体电流不断增大,C+/Ar+值增大。基体电流随着气压的升高而降低,C+/Ar+随着气压的升高而降低。ta-C涂层结构和性能分析表明,随着沉积时间的增加涂层结合力变差,通过改进过渡层的工艺可以大幅度的增加涂层的结合力。涂层厚度随着峰值电流的增加先增加后减小,在200A时达到最大值。涂层sp3键含量和硬度随着峰值电流的增大先增加后减小,在300A时到达最大值57GPa。一倍转,二倍转,叁倍转工艺沉积涂层的厚度比例为1.54:1.16:1,二倍转工艺获得最大sp3含量和最大硬度值。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
董攀,李杰,郑乐,刘飞翔,龙继东[4]（2018）在《真空弧放电TiH合金阴极表面形貌分析》一文中研究指出TiH合金电极是一种含氢量非常高的金属材料,用它作真空弧离子源的电极,可在真空环境下产生强度非常高的氢离子流。相比纯金属材料电极,TiH电极除了出现真空弧放电特有的融蚀现象外,还存在气体释放过程,所以它的表面形貌具有一定的独特性。利用扫描电子显微镜观察了单次放电和多次放电后阴极表面形貌,发现阴极斑在阴极表面微裂纹附近连续分布,气体释放生成很多小孔,使阴极斑区域呈絮状结构;弧流越大,阴极斑数量越多;多次放电后,阴极斑朝含氢量多的地方移动。该结果有助于了解含氢电极的真空弧放电过程,对该类放电的应用具有一定参考意义。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2018年01期）
王鹏[5]（2017）在《微弧阴极放电推力器系统设计及性能测试》一文中研究指出随着微纳卫星的发展,微推进系统的研究越来越受到关注。微弧阴极放电推力器(Micro-Cathode Arc Thruster,μ-CAT)是一种基于真空电弧放电激励并加速等离子体喷出产生推力的新型电推进,该推力器具有体积小、重量轻、比冲高、功耗小等性能优势,在微纳卫星领域具有广阔的应用前景。本文详细分析了μ-CAT的工作原理。该推力器系统主要包括推力器头部(Thruster Head)、功率处理单元(Power Process Unit,PPU)、磁路系统(Magnetic system)叁部分,其工作原理:推力器依靠功率处理单元PPU对直流输入电压进行脉冲升压处理,得到脉冲高电压,激发推力器头部电弧放电产生等离子体,等离子体在外加磁场的作用下加速喷出推力器,从而获得推力。本文在相关理论指导下对μ-CAT系统各部分子系统进行设计和研制,该推力器整体重量不超过300g,体积大小不超过1U(10cm×10cm×10cm)。本文基于高真空电推进实验平台,设计并搭建了一套μ-CAT地面实验装置,包括放电参数测量装置、推力器羽流测量装置等。在高真空下开展性能测试实验,通过示波器记录推力器放电特性曲线,获得放电电流、放电电压、放电时间等性能参数。利用自制探针检测推力器产生的羽流,获得推力器喷出等离子体离子速度,获得推力器的比冲;使用多个法拉第探针测量羽流离子电流空间分布,获得推力器羽流分布。本文通过对推力器实验现象及测试结果进行整理,总结出微弧阴极放电推力器性能特点及相关参数。根据推力器的羽流观测结果,可以看出同轴型电极结构有利于等离子体的喷出。实验后的阴极表面存在阴极斑点,说明在推力器工作过程中,放电阴极被电弧烧蚀。推力器的阴极,既作为放电电极,又是推力器推进工质,不需要携带工质贮供系统,该特点是μ-CAT应用于微纳卫星的重要优势。经过实验测量,推力器比冲能达到几万m/s,增大磁感应强度,可以有效提高推力器比冲。推力器羽流成发散状分布,在无外部磁场作用下出现羽流回流的现象,增大外部磁场能起到羽流束流的作用,可有效避免羽流回流对推力器造成的污染。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-05-01）
盛银莹,张治国,李卫[6]（2016）在《阴极微弧碳氮共渗过程的放电特性及对45钢表面碳氮共渗的影响》一文中研究指出采用阴极微弧碳氮共渗表面处理方法,在尿素+氯化钾水溶液体系下,研究了45钢表面碳氮共渗过程的放电特性。分析了处理后表面渗层的物相组成和显微组织形貌。结果表明,随电流增加,45钢的阴极微弧碳氮共渗过程可分成4个阶段,不同阶段对应不同的物理化学过程。其中,在辉光放电阶段产生的活性C、N粒子用于碳氮共渗。经微弧碳氮共渗处理后,碳氮共渗层表面呈多孔形貌,增大电源频率会增加粗糙度,提高占空比可使试样表面更平整。C元素和少量N元素渗入工件表面;共渗层主要由马氏体和少量铁碳化合物、铁氮化合物组成。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2016年S1期）
田钦文,郭小娟,李慕勤,马天钰[7]（2015）在《微弧氧化小阴极放电及膜层均匀性》一文中研究指出针对微弧氧化工艺中小功率电源大面积处理或局部腔体处理问题,研究小阴极微弧氧化工艺方法。采用550V恒压模式,阳极为Φ70mm×0.5mm的纯铝样件,阴极为Φ15mm不锈钢棒,浸没到硅酸钠基的电解液内的长度可变,探讨放电伏安特性和膜层厚度、表面形貌以及电化学行为的均匀性。结果表明:小阴极可以实现微弧氧化,但小阴极增加了阴极-阳极间放电的等效阻抗,会造成微弧放电较弱、成膜速率较低,微弧氧化样品的径向膜层厚度和耐蚀性呈现不均匀性,靠近样品边缘膜层较厚,中心区域膜层较薄;增加阴极尺寸,膜厚均匀性从74%(阴极深入20mm)提高到78%(阴极深入40mm),同时膜层的耐腐蚀区域加大。结果对于小功率电源大面积微弧氧化和腔体内部微弧氧化具有重要的指导意义。(本文来源于《中国表面工程》期刊2015年03期）
程丹丹[8]（2012）在《脉冲阴极弧放电制备PI基低辐射薄膜及其性能研究》一文中研究指出低辐射薄膜对可见光具有高透过性,对红外光具有高反射性,可以有效阻挡热辐射,因此成为有效节约能源的手段之一。低辐射薄膜由于其优异的性能,被广泛应用于大型建筑玻璃、汽车挡风玻璃、太阳能集热器以及医疗器械等方面。目前,低辐射薄膜多是以玻璃为基底,限制了其应用范围。所以,人们对低辐射薄膜的研究逐渐转移到柔性基底低辐射薄膜上。本文以Dielectric/Metal/Dielectric结构为依据,设计本课题的低辐射薄膜体系。其中满足条件的金属层材料有Au、Ag、Cu、Al,由于Au的成本较高,通常不被考虑。其它几种相比而言,由于Ag金属具有最高的红外反射系数,同时对可见光吸收低,通常被选作金属层材料；D/M/D结构的介质层常选金属氧化物,介质层在起到保护与粘结作用的同时,另一个主要作用是增加可见光透过率。由于透过率大小和折射率的差成正比,所以介质膜的折射率n越高,整个膜系的透射率也越高。TiO2的折射率在2.4～2.5之间,是已知的折射率最高的金属氧化物,而且它对可见光几乎不吸收,所以本研究中选它作为介质层材料。低辐射薄膜的制备采用脉冲阴极弧放电方法,其主要优点是镀膜过程中基底温度低,而且可以通过控制脉冲宽度与脉冲速度,实现精确控制薄膜厚度。本实验在实验室自制装置的基础上,对阳极进行了重新设计与改进。使其具有可以方便取放样品的基底固定器,并且能够灵活的改变阴极靶材和基底距离。同时,在靶材与基底之间的石英玻璃筒上缠绕线圈,使得脉冲阴极弧放电时的弧光在磁场的作用下,沿着直线方向到达基底,这种改进很大程度上提高了沉积效率。通过放电过程中采集伏安特性曲线,分析了弧光放电的特性,分析结果符合脉冲阴极弧放电的模型。在薄膜的制备过程中,通过控制放电参数,来观察实验条件对制备薄膜的影响。随着放电电压的升高,弧光溅射出的粒子增大,适当增大放电电压,沉积薄膜表面会变得致密均匀；放电电压过高,粒子颗粒过大,容易造成薄膜不再均匀,甚至有脱层现象。同时气压和靶基距对薄膜质量及厚度也会有影响,气压过低,撞击靶材离子减少,溅射率下降,沉积在基底上的粒子减少,导致薄膜厚度减小；靶基距增大,溅射粒子碰撞次数增多,能量减少,在基底上的注入效应减小,也会导致薄膜厚度减小,而且容易脱落。本课题研究了PI基底、PI/Ag膜、PI/TiO2膜以及低辐射复合膜的光学性能,PI基底对光学性能影响不大,可以忽略其影响；制备的单层Ag膜由于被氧化,其测试结果并没有体现出红外光区低透过率的特性；单层TiO2膜透过性较好,有一定的增透作用。在制备复合膜时,通过添加阻挡层Ti层,可以达到保护Ag层的作用。并且随着Ti层厚度的增加,在可见光和红外光区域的透过率均下降。经实验测试,厚度为1nm左右的Ti膜可以很好的保护Ag层不被氧化,而且在可见光区的透过率最高可以达到70%。分析测试薄膜表面形貌时发现薄膜表面有褶皱和断裂现象,通过分析得出该现象是由于薄膜应力释放造成的,并介绍了薄膜应力与薄膜缺陷之间的关系。薄膜应力还与柔性基底有关,二者之间存在剪切力作用,薄膜变形时基底发生变形。经理论计算获得薄膜褶皱现象产生的临界应力是5.8GPa,薄膜褶皱的波长是1.3μm,很好的解释了实验中的褶皱现象。薄膜应力是薄膜的固有缺陷,应力释放会产生形变导致薄膜缺陷,所以该研究对薄膜质量的控制具有重要意义。(本文来源于《东华大学》期刊2012-01-01）
杨伟平,宗泽源,施芸城,汪华磊[9]（2011）在《脉冲阴极弧放电制备碳膜及其性能研究》一文中研究指出使用自行搭建的高压脉冲大电源,并且利用PLC的控制SCR触发装置产生微秒级单脉冲进行了弧光放电。在一定电压、一定气压、一定距离下,进行了薄膜制备,对薄膜进行了电镜分析和XRD分析。说明在合适的电压、气压和距离下,用该套设备可以制备出比较均匀、结晶性能比较好的薄膜。(本文来源于《江西科学》期刊2011年04期）
张欣盟,田修波,巩春志,杨士勤[10]（2010）在《约束阴极微弧氧化放电特性研究》一文中研究指出利用Na2SiO3-KOH溶液体系,以工业纯铝为基体材料对约束阴极微弧氧化的放电特性进行了研究.考察了恒压模式下电极距离对氧化电流、电位分布及起弧电压的影响,并对电极距离与微弧氧化电能利用率间的关系进行了分析.结果表明:对于阴阳极等约束条件下,随阴阳极距离加大,工作电流逐渐减小.而对于仅约束阴极情况,工作电流随着阴阳极间距增加而增大.这是由于增加阴阳极间距时,虽然约束阴极正下方试样表面的电场强度降低,工作电流减小,但远离约束电极处,阳极表面电场强度却增加,工作电流增大.起弧电压随电极间距离的增大而升高,但阳极表面电场强度几乎保持不变.微弧氧化陶瓷层厚度由处理中心沿半径向外逐渐变薄,且中心处陶瓷膜厚度随电极距离的增大迅速减小,电能利用率随之降低.(本文来源于《物理学报》期刊2010年08期）
阴极微弧放电论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
ta-C薄膜具有许多优良的性能,集石墨与金刚石众多优点于一身,如耐磨损性能好、硬度高、化学稳定性好、以及良好的生物相容性,应用领域广泛。ta-C与基体高速钢之间有着较大的结构成分差异,在沉积薄膜时会积累很大的内应力,膜基结合力下降,且ta-C电阻率大,导致沉积速率低。本研究为了提高薄膜附着力,设计了Cr/CrC过渡层结构,为增大靶材离化率提高沉积速率,使用了课题组自研的高脉冲电源进行沉积薄膜,该电源脉冲峰值电流最高可达1000A。通过调节脉冲频率、脉冲宽度、气压和氮气流量等参数研究了石墨靶材放电特性和等离子体光谱特性。在不同偏压、气压和峰值电流下制备了ta-C薄膜,在ta-C中进行N掺杂,可以降低内应力,提高附着力,增加耐腐蚀性能,本文在不同氮气流量下制备了ta-C:N薄膜并研究了其结构与性能。放电及光谱研究表明,在纯氩气条件下,脉宽一定,随着频率的增大,峰值电流减小,基体偏流减小,C(1+)/Ar(1+)不断减小;频率一定,随着脉宽的增大,峰值电流减小,基体偏流减小,C(1+)/Ar(1+)先减小后增加;随着气压的增大,基体偏流逐渐减小,C(1+)/Ar(1+)不断减小。在氮气氩气混合气体条件下,随着峰值电流的增加,基体偏流变大,C(1+)和N_2(1+)都增多。高的峰值电流可以显着增加石墨和氮气的离化率,且靶材不易毒化,随着氮气流量的增加,C(1+)减少,N_2(1+)增多,基体偏流减小。薄膜的结构性能分析表明,在偏压为-80V时,ta-C薄膜的大颗粒数最少,表面最干净。随着气压的增大,表面大颗粒数逐渐减少,随着氮气流量的增加,ta-C:N表面大颗粒数量减少。ta-C沉积速率随着偏压的增大而增大,随着气压的增加而减小,随着峰值电流的增大,沉积速率先增加后下降。峰值电流为600A时沉积速率最快,达到7.2nm/min;ta-C:N的沉积速率随氮气流量的增加而减小。随着偏压的增大,ta-C薄膜中sp~3键含量先增加后降低,-80V时最大,随着气压的增加,ta-C薄膜中sp~3键含量逐渐降低;sp~3键含量随着峰值电流的增大先增加后减小,600A时最大,随着氮气流量的增加,所制备的ta-C薄膜含氮量逐渐增加,且sp~3键含量逐渐降低。所制备薄膜硬度的变化与sp~3键含量变化一致,在气压为0.03Pa时,硬度达到最大49.2GPa,掺氮后薄膜的硬度显着降低,且随着氮含量的增多,硬度逐渐降低。耐蚀性测试表明:ta-C的耐蚀性好于基体,且掺氮后薄膜耐蚀性大幅提高。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
阴极微弧放电论文参考文献
[1].孔营,王本福,靳朋礼,巩春志,田修波.电场增强阴极弧放电TiSiCN薄膜结构及性能研究[C].TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集.2019
[2].陈兵.超高脉冲石墨阴极弧放电及ta-C薄膜结构性能研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].万鹏飞.石墨脉冲阴极弧放电及ta-C涂层制备研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].董攀,李杰,郑乐,刘飞翔,龙继东.真空弧放电TiH合金阴极表面形貌分析[J].强激光与粒子束.2018
[5].王鹏.微弧阴极放电推力器系统设计及性能测试[D].大连理工大学.2017
[6].盛银莹,张治国,李卫.阴极微弧碳氮共渗过程的放电特性及对45钢表面碳氮共渗的影响[J].材料热处理学报.2016
[7].田钦文,郭小娟,李慕勤,马天钰.微弧氧化小阴极放电及膜层均匀性[J].中国表面工程.2015
[8].程丹丹.脉冲阴极弧放电制备PI基低辐射薄膜及其性能研究[D].东华大学.2012
[9].杨伟平,宗泽源,施芸城,汪华磊.脉冲阴极弧放电制备碳膜及其性能研究[J].江西科学.2011
[10].张欣盟,田修波,巩春志,杨士勤.约束阴极微弧氧化放电特性研究[J].物理学报.2010