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摘要:真空多弧离子镀沉积四面体非晶碳薄膜(ta-C)过程中,利用90°磁过滤器弯管去除大颗粒.本文探究了磁场强度、弯管偏压、弧电流和挡板孔径对弯管中离子传输效率(离子流)的影响,同时研究了薄膜表面颗粒去除情况.实验结果表明,弯管中离子流随磁场强度增强而增大,但增大磁场强度会导致颗粒数量增多;在中低磁场强度下,弯管偏压约为+15 V时可获得较高的离子传输效率,相比于不施加偏压提高了近70%;减小挡板孔径可使沉积速率降低,但可以显著改善大颗粒过滤效果;改变弧电流对弧源离子产生率和过滤器传输效率几乎没有影响,减小弧电流能够降低大颗粒的发射数量.本文研究内容为工业应用中采用磁过滤弯管减少薄膜大颗粒提供参考.
摘要:在不同脉冲偏压值下采用90°弯管磁过滤阴极电弧离子镀于硅片表面制备四面体非晶碳膜(Ta-C),研究了脉冲偏压对薄膜硬度、沉积速率、表面形貌及键价结构的影响.结论表明,薄膜沉积速率随脉冲偏压值的增加呈先增后减趋势,偏压值与膜层硬度值呈负相关性,高的偏压会抑制膜层中sp3键的形成,还能在一定程度上抑制大颗粒形成.本文研究内容为工业应用中通过脉冲偏压调整优化膜层综合性能提供参考.
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CSTPCD 北大核心
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摘要:表面形貌对表面接触性能、摩擦磨损状态等有重要影响,对粗糙表面形态进行定量描述是表面形貌研究的难点,本文利用Matlab对粗糙表面形貌进行了模拟,并对其进行分析。结果显示多重分形谱能够很好的描述复杂表面形貌,其谱线能够表征波峰、波谷的分布,可用于分析超精密表面。
摘要:采用全陶瓷规管进行电荷屏蔽,实现了对薄膜真空计的改进,以满足在含有大量带电离子及饱和水蒸汽等特殊真空环境中低真空度的快速准确测量.介绍了提高传感精度且降低温度及水蒸气对电容薄膜真空计影响的方法、器件选择以及单片机控制系统等,并给出了部分测试结果.本文设计的低真空度测量系统具有模块化、精度高、响应速度快等优点,为国内特殊真空环境下低真空度测量系统提供了设计参考.
摘要:在研究螺杆泵各项间隙构成原理的基础上,通过CFX软件对同一级齿顶圆周间隙模型进行模拟计算,分析了流体温度、间隙高度、泄露通道宽度对泄漏量的影响.研究结果表明:流体温度对通过泄漏通道的质量流量影响显著,且排气级气体温度不宜过低;螺杆泵稳定运行时的最大齿顶圆周间隙高度应有一定的限制;在相同条件下泄漏量随泄露通道宽度增加而减小.计算结果对双螺杆真空泵腔内间隙的设计计算和优化提供了模拟计算方法和理论基础,对提高双螺杆真空泵的抽气性能有着积极的意义.
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CSTPCD 北大核心
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摘要:对一种双螺杆真空泵普遍使用的,由长幅外摆线和渐开线组成的端面型线转子进行了研究,推导出转子接触线方程的一般求法,同时给出利用MATLAB表现空间接触线的新式方法;分析各段接触线的组成,给出了所生成接触线的形状、长度的计算以及一个齿间容积内不同转角位置时接触线的长度变化规律.其次,根据简化转子力学模型研究了转子的动平衡特性,提出了两种动平衡设计方案.文章为其它双螺杆泵转子的接触线和动平衡特性研究提供了理论依据及参考方法.
[硕士论文] 董中林
流体机械及工程 合肥工业大学 2017(学位年度)
摘要:多弧离子镀是利用阴极电弧放电蒸发源的一种离子镀技术,具有离化率高、离子能量高、沉积速率快、膜层性能好等优点。但是由于阴极弧源电弧拥有极高的电流密度(可达105~108 A/cm2)与功率密度(可达109 W/cm2),会造成阴极靶材表面产生中性团簇发射,即“大颗粒”发射,其尺寸从0.1至几百微米不等,多数颗粒尺寸超过了膜层厚度。这些大颗粒的存在,使得膜层表面光洁度下降,影响膜层性能,严重制约制备高性能薄膜的能力。
  为了去除大颗粒,本文研究分析了大颗粒的产生、运输以及沉积过程,通过优化阴极弧源参数,同时使用磁过滤器、孔状挡板,并结合脉冲偏压方法来去除大颗粒,并研究了脉冲偏压对膜层性能的影响。研究结果表明:
  (1)减小弧电流能够降低靶面功率密度,从而降低大颗粒的发射数量,弧电流从80 A降低到60 A,颗粒数降低了一半;
  (2)与过滤器弯管同轴心的孔状机械挡板会降低沉积速率,但是可以大幅提高过滤大颗粒的能力;
  (3)弯管偏压能够有效提高弯管磁过滤器离子通过效率,施加+15 V弯管偏压比不施加偏压,离子传输效率提高了70%;
  (4)脉冲偏压会影响磁过滤阴极电弧方法制备非晶碳膜(ta-C)的沉积速率,但影响幅度低于10%,随着偏压值增大,沉积速率呈先增加后减小趋势,在1200 V附近沉积速率最高。高的偏压值会抑制膜层中sp3键的形成,减少sp3键含量,降低膜层硬度值,但是脉冲偏压有利于提高膜层黏附力。
  (5)脉冲偏压会使等离子体鞘层产生涨落,阻止运动速度较低的大颗粒到达基片表面,同时偏压的溅射效应可以抑制膜层表面大颗粒的生长,有利于改善膜层表面形貌。
  (6)90°弯管磁过滤器能有效阻断大颗粒的运输过程,可以去除绝大多数颗粒,结合脉冲偏压方法制备的四面体非晶碳膜(ta-C)达到了较高的表面颗粒标准,颗粒密度可降低到0.55个/100μm以下,颗粒平均直径能达到0.29μm以下,可以达到一般磁控溅射的表面光洁度。
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