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HiPIMS沉积Nb薄膜——mK温区微波损耗与体铌相当,光子寿命达秒级

HiPIMS沉积Nb薄膜(RRR约20,晶粒400–600 nm)在mK温区微波损耗与体铌(RRR约300,晶粒50μm)相当,Q₀达2×10¹⁰,光子寿命>1 s;340°C真空退火使TLS损耗降低10倍。小晶粒、低RRR对超导量子器件所需低场

单磁控管上HiPIMS与射频叠加:高离子能量的产生

HiPIMS技术因高离化率而能制备致密、高结合力的薄膜,但HiPIMS中等离子体电位通常较低,仅数eV,限制了离子到达基底时的能量。传统上通过施加负基底偏压来加速离子,但对于介电薄膜或绝缘基底

HiPIMS沉积Nb薄膜——-300V偏压下实现30%再溅射率与薄膜近乎平面化

采用HiPIMS+DC偏压(-50至-300V),在沟槽Si基底上沉积Nb薄膜。-300V偏压下实现30%再溅射率,离子入射角FWHM从11°缩至3°,归一化峰高随离子能量指数衰减,基底形貌影响被有效去除

HiPIMS沉积DLC-Si薄膜——海水中摩擦系数0.083&腐蚀电流3.397×10⁻⁸A/cm²

采用HiPIMS技术,通过HMDSO气体流量调控Si含量。Si含量9.26at.%时,DLC-Si薄膜在海水中摩擦系数低至0.083,磨损率4.689×10⁻⁷mm³/(N·m);腐蚀电流3.397×10⁻⁸ A/cm²,较304不锈钢基体降低3个数量级

HiPIMS沉积CrAlCN纳米复合涂层——硬度46.6 GPa&磨损率0.11×10⁻⁶ mm³/(N·m)

采用HiPIMS技术,通过调控Al靶电流和C₂H₂流量,获得CrAl₁₅₀C₅N₃₀涂层。该涂层硬度高达46.6 GPa,结合力Lc2 > 100 N,对AISI 52100钢球磨损率低至0.11×10-6mm³/(N·m),比未涂层WC基体降低3.8倍

HiPIMS沉积TiN氢渗透屏障——阻隔效率56.9%&扩散系数降低3.8倍

采用HiPIMS在SAE 1020碳钢上沉积TiN薄膜,氢渗透滞后时间从153 s增至570 s,有效扩散系数从1.03×10-9降至2.68×10-10 m²/s,稳态渗透电流密度从约50降至21.5 μA/cm²,阻隔效率达56.9%,渗透衰减因子PRF为2.32

分级TiAlN/CrN涂层——硬度37.71 GPa&附着力81.85 N

采用HiPIMS在WC-Co上沉积具有界面嵌套结构的分级TiAlN/CrN涂层:亚微米TiAlN/CrN交替层作为宏观骨架,约0.3 μm,界面处嵌套约5 nmTiAlN/CrN超晶格过渡层。涂层硬度达37.71 GPa,附着力81.85 N(比TiAlN单层提高56.3%),磨损率低

反应性HiPIMS沉积CrNx涂层——氮含量饱和于52at.%&高能金属离子促化学计量比CrN

随着N2流量从0增至75sccm,CrNx涂层中N含量快速增加并在约52at.%饱和,与Cr-N相图化学计量比一致。放电从金属模式向化合物模式转变,Cr⁺/Cr*发射强度比升高,电子温度上升,高能Cr⁺通量增强Cr-N键