[精选]实验二钢的淬火回火工艺及组织与性能.pptx

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1、实验二实验二等离子体增强化学气相沉积等离子体增强化学气相沉积方法制备类方法制备类 石薄膜实验石薄膜实验 一、实验目的二、实验内容三、实验仪器设备和材料四、实验原理五、实验方法和步骤六、实验报告要求七、实验本卷须知八、思考题提纲：提纲：一、实验目的1通本实验使学生了解气体辉光放电的原理和过程。2使学生了解并熟悉直流辉光放电等离子体化学气相沉积系统的结构和使用方法。3掌握等离子体化学气相沉积薄膜的工艺原理及在基片上沉积类 石薄膜的工艺过程。二、实验内容1高真空的获得与测量。2等离子体的产生。3设定实验工艺参数、利用直流辉光放电等离子体增强化学气相沉积类 石薄膜。三、实验仪器设备和材料试样：玻璃基片

2、、硅基片、氩气、甲烷、乙炔、氮气、丙酮、酒精。实验设备：超声清洗器；直流辉光放电等离子体增强化学气相沉积系统。直流辉光放电直流辉光放电PECVDPECVD沉积系统示意图沉积系统示意图 直流辉光放电等离子体化学气相沉积类 石薄膜是利用高压直流负偏压-1-5kV，使低压碳氢气体发生辉光放电从而产生等离子体，等离子体在电场作用下沉积到基片上并形成类 石薄膜。主主要要组组件件：真空室组件、直流电源、基片水冷加热台、窗口及法兰接口部件、工作气路、抽气机组机械泵和分子泵、阀门及管道、真空测量及电控系统。四、实验原理化学气相沉积制备薄膜介绍直流辉光放电等离子体化学气相沉积 类 石薄膜简介.1.1 化学气相沉

3、积制备薄膜介绍化学气相沉积制备薄膜介绍：化化学学气气相相沉沉积积Chemical Chemical Vapor Vapor Deposition,Deposition,CVDCVD：利用气态的先驱反响物，通过原子、分子间化学反响的途径生成固态薄膜的技术。气体输入强制对流自然对流气相扩散表面吸附表面反应表面脱附薄膜形成气体传输与气相反应气体传输与气相反应气相沉积气相沉积化学气相沉积过程中的各个动力学环节化学气相沉积过程中的各个动力学环节:气体放电：气体放电：.直直流流辉辉光光放放电电等等离离子子体体化化学学气相沉积气相沉积：直流气体放电体系模型直流气体放电体系模型 气体放电的伏安特性曲线：气体放

4、电的伏安特性曲线：阴阳极之间的电位降主要发生在负辉光区之前，维持辉光放电所必须的电离大部分发生在阴极暗区，这也是薄膜沉积过程中最感兴趣的两个区域。等离子体增强化学气相沉积等离子体增强化学气相沉积 PECVDPECVD：在低压化学气相沉积过程的同时，利用气体放电产生等离子体并对沉积过程施加影响的薄膜制备技术。等离子体产生方法：等离子体产生方法：微波辅助PECVD、射频辉光放电PECVD、直流辉光放电直流辉光放电直流辉光放电直流辉光放电PECVDPECVDPECVDPECVD直流辉光放电直流辉光放电PECVDPECVD沉积原理：沉积原理：直流电源直流电源气体石英玻璃活性基团衬底抽气直流直流电源电源

5、.类 石薄膜介绍：碳原子杂化方式：碳原子杂化方式：金金刚刚石石结结构构石石墨墨结结构构碳原子有sp3、sp2、sp1三种键合方式。sp3 3态：石结构。sp2 2态：石墨结构。2 2类类 石薄膜结构：石薄膜结构：类 石薄膜中同时含有sp3、sp2和sp1杂化碳。其中sp2杂化碳和sp3杂化碳含量较多，sp1杂化碳含量非常少，可忽略。t-aCsp2Hsp3a-C:HNo filmdiamondgraphitePolymer-likeGraphitict-aC:Hsp3、sp2和H成分组成的三元相图性能性能 石石类类 石石石墨石墨Density g/cm33.511.8 3.62.26Atomic

6、 Number Density Mole/cm30.30.2 0.30.2Hardness Kgf/mm2100002000-8000500Friction Coeff.0.050.03 0.20.1Refractive Index2.421.8 2.62.15 1.8TransparencyUV-VIS-IRVIS-IROpaqueResistivity Wcm10161010-10130.2 0.4类 石薄膜具有高硬度、低摩擦系数、高电绝缘性能、高耐磨耐蚀性、高热导率、在可见到紫外光范围内透明、良好的绝缘性和化学稳定性、优异的生物兼容性等，受到越来越多人的关注。类类 石薄膜的性能与应用：石

7、薄膜的性能与应用：性能：性能：VCR Head DrumWrist PinHard Disk&SliderCD/DVD MoldSpacer ToolForm DieDigital VCR TapeRazor Blade应用：应用：五、实验方法和步骤1根据实验目的，设定工艺参数。2用超声波清洗器清洗玻璃基片和单晶硅基片15分钟，清洗时参加丙酮或酒精，清洗后用氮气吹干。3将清洗好的基片放入沉积室里面的样品台上，然后关好真空室门。4仔细检查水源、气源和电源正常后，翻开冷却循环水。5抽抽真真空空。首先用机械泵抽真空，开启真空泵，翻开机械泵的真空阀门，一段时间后约10分钟翻开热偶真空计测量真空度，待真

8、空室内气压到达1Pa左右，然后开启分子泵及分子泵的阀门，用分子泵与机械泵一起抽真空，一段时间后约30分钟翻开电离真空计测量真空度，待室内气压到达需要的本底真空度约110-3Pa，然后关闭电离真空计。6真空度到达所需要的本底真空度后，关闭分子泵，机械泵仍然工作。翻开气瓶，开始通入Ar和CH4或C2H2气体，通过质量流量控制器控制Ar/CH4或Ar/C2H2的比例。7根据实验条件设定工作气压，翻开直流电源，施加预设的功率，产生等离子体，观察等离子体产生的过程及颜色等。8设定基片温度，翻开偏压电源并在基片上施加预设的负偏压。9根据工艺参数沉积类 石薄膜20分钟，然后结束镀膜，之后关闭电源和气体。10

9、薄膜在真空状态下搁置一段时间。待冷却后，关机械泵。翻开充气阀对真空室充气后，翻开真空室门，取出薄膜进行观察。11合上真空室门，将真空室内抽到一定真空后，然后关掉机械泵，关掉总电源，切断冷却水。六、实验报告要求1描述实验过程中观察到的各种现象，并给出合理的解释。2实验装置中各主要局部的用途。3阐述等离子体的产生原理。4详细记录实验过程、工艺参数及实验步骤，写出类 石薄膜制备实验报告。七、实验本卷须知1实验之前须认真阅读有关仪器的使用说明，理解仪器操作规程及其先后操作步骤的关系；2在开启直流辉光放电等离子体增强化学气相沉积系统之前，需要确保冷却水已经翻开；3实验结束后关闭水、电和气体。八、思考题1

10、注意分子泵的开启时机，为什么刚开始抽真空不能直接开动分子泵？在对真空室进行通气时为何要关闭分子泵？2热偶规管和电离规管的工作原理是什么？它们的量程范围是多少？3等离子体是如何产生的？等离子与薄膜制备的关系？4薄膜制备之前，为什么要对基片进行清洗？清洗主要有哪些方法？相关资源链接：9、静夜四无邻，荒居旧业贫。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。02:00:0902:00:0902:004/18/2023 2:00:09 AM11、以我独沈久，愧君相见频。4月-2302:00:0902:00Apr-2318-Apr-2312、故人江海别，几度

11、隔山川。02:00:0902:00:0902:00Tuesday,April 18,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。4月-234月-2302:00:0902:00:09April 18,202314、他乡生白发，旧国见青山。18 四月 20232:00:09 上午02:00:094月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。四月 232:00 上午4月-2302:00April 18,202316、行动出成果，工作出财富。2023/4/18 2:00:0902:00:0918 April 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2:00:09 上

12、午2:00 上午02:00:094月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。02:00:0902:00:0902:004/18/2023 2:00:09 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。4月-2302:00:0902:00Apr-2318-Apr-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。02:00:0902:00:0902:00Tuesday,April 18,202313、不知香积寺，数里入云峰。4月-234月-2302:00:10

13、02:00:10April 18,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20232:00:10 上午02:00:104月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。四月 232:00 上午4月-2302:00April 18,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/4/18 2:00:1002:00:1018 April 202317、空山新雨后，天气晚来秋。2:00:10 上午2:00 上午02:00:104月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。

14、02:00:1002:00:1002:004/18/2023 2:00:10 AM11、越是没有本领的就越加自命非凡。4月-2302:00:1002:00Apr-2318-Apr-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。02:00:1002:00:1002:00Tuesday,April 18,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。4月-234月-2302:00:1002:00:10April 18,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20232:00:10 上午02:00:104月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。四月

15、232:00 上午4月-2302:00April 18,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/4/18 2:00:1002:00:1018 April 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2:00:10 上午2:00 上午02:00:104月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉