長期以來人們在怎樣有效提高材料的性能方面進(jìn)行了大量的研究,其中在基底材料表面沉積一層或者多層性質(zhì)與基底材料完全不同的薄膜層是一種重要途徑。納米多層膜材料以其獨特的機(jī)械、電光學(xué)和磁學(xué)等性能而受到越來越多的關(guān)注,其制備方法也不斷改進(jìn)和完善。一些先進(jìn)的物理和化學(xué)方法也不斷被成功應(yīng)用到了納米多層膜材料的制備上。綜合來看,制備多層膜的方法主要有物理方法、化學(xué)方法和電化學(xué)方法這三大類。針對現(xiàn)有物理方法制備納米多層膜普遍存在的工藝過程復(fù)雜、設(shè)備要求高和成本昂貴,化學(xué)法制備薄膜厚度不均勻、鍍層多孔且結(jié)合力較差而電化學(xué)方法制備工藝復(fù)雜不易實現(xiàn)自動化控制且所得多層膜的易氧化、溶解、磁性能不高等這些問題。本文在國家自然科學(xué)基金以及教育部博士點基金資助下,利用自行設(shè)計研制的噴射電沉積系統(tǒng)在常溫常壓環(huán)境下高效、低成本的制備了銅/鈷納米多層膜,拓展了現(xiàn)有多層膜電化學(xué)制備方法體系。針對硅基底噴射電沉積沉積定域性差和沉積層不均勻等問題展開了系統(tǒng)研究,通過采用優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)、改進(jìn)進(jìn)電等措施,部分解決了上述問題,并對銅/鈷多層膜進(jìn)行了測試分析。本文主要研究內(nèi)容如下:（1）基于3D打印的噴嘴流場優(yōu)化設(shè)計與驗證。針對噴射電沉積... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
    1.1 納米多層膜
        1.1.1 納米多層膜概述
        1.1.2 納米多層膜的性能
        1.1.3 納米多層膜的應(yīng)用
    1.2 噴射電沉積制備納米多層膜
        1.2.1 納米多層膜的制備方法
        1.2.2 噴射電沉積技術(shù)及其特點
        1.2.3 噴射電沉積技術(shù)制備納米多層膜研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的目的、意義與主要內(nèi)容
        1.3.1 本文研究的目的、意義
        1.3.2 本文的主要內(nèi)容
第二章 噴射電沉積試驗裝置及多層膜的制備方法
    2.1 電化學(xué)沉積理論
        2.1.1 電化學(xué)沉積過程
        2.1.2 噴射電沉積理論
        2.1.3 銅、鈷沉積理論
    2.2 噴射電沉積裝置
        2.2.1 噴射電沉積裝置原理
        2.2.2 噴射電沉積裝置特點
    2.3 多層膜制備工藝設(shè)計
        2.3.1 陽極設(shè)計
        2.3.2 電沉積溶液
        2.3.3 陰極基底材料的準(zhǔn)備及前處理
        2.3.4 Cu/Co多層膜的制備、封裝與刻蝕
    2.4 研究方法
        2.4.1 打磨拋光
        2.4.2 WS-2005 涂層附著力自動劃痕儀
        2.4.3 表面形貌與結(jié)構(gòu)表征
        2.4.4 力學(xué)性能測試
        2.4.5 磁性能測試
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于 3D打印的噴嘴流場優(yōu)化設(shè)計與驗證
    3.1 優(yōu)化技術(shù)簡介
        3.1.1 CFD計算分析軟件
        3.1.2 3D打印技術(shù)
    3.2 FLUENT流場仿真優(yōu)化
        3.2.1 基本理論
        3.2.2 模型建立
        3.2.3 仿真結(jié)果與分析
    3.3 3D打印噴嘴試驗驗證分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 硅基底持續(xù)可控沉積工藝
    4.1 噴射電沉積ANSYS電場仿真
        4.1.1 ANSYS電磁場基本理論
        4.1.2 模型建立
        4.1.3 仿真結(jié)果與分析
        4.1.4 進(jìn)電改進(jìn)設(shè)計與分析
    4.2 試驗驗證分析
        4.2.1 沉積層形貌
        4.2.2 掃描噴射電沉積速率
        4.2.3 掃描噴射電沉積銅與硅基底結(jié)合力
    4.3 本章小結(jié)
第五章 銅/鈷多層膜微觀結(jié)構(gòu)及性能測試分析
    5.1 電流密度對銅/鈷多層膜微觀結(jié)構(gòu)和顯微硬度的影響
        5.1.1 電流密度對多層膜表面形貌的影響
        5.1.2 電流密度對多層膜橫截面的影響
        5.1.3 電流密度對多層膜表面粗糙度的影響
        5.1.4 電流密度對多層膜顯微硬度的影響
    5.2 掃描速度對銅/鈷多層膜微觀結(jié)構(gòu)和顯微硬度的影響
        5.2.1 掃描速度對多層膜表面形貌的影響
        5.2.2 掃描速度對多層膜橫截面的影響
        5.2.3 掃描速度對多層膜表面粗糙度的影響
        5.2.4 掃描速度對多層膜顯微硬度的影響
    5.3 銅/鈷多層膜XRD表征
        5.3.1 電流密度對多層膜XRD結(jié)構(gòu)特性的影響
        5.3.2 電流密度對多層膜擇優(yōu)取向的影響
    5.4 銅鈷多層膜GMR性能
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文完成的主要工作
    6.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁控濺射制備NiO/Ni多層膜的結(jié)構(gòu)和光電性能[J]. 趙志明,馬二云,張曉靜,張國君,游才印,白力靜,蔣百靈.  稀有金屬材料與工程. 2014(07)
[2]三維打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計模型制作中的應(yīng)用研究[J]. 吳慧蘭.  設(shè)計. 2012(02)
[3]摩擦輔助噴射電沉積制備納米晶光亮鎳[J]. 朱軍,田宗軍,劉志東,沈理達(dá),黃因慧,王桂峰.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(11)
[4]超聲輔助噴射電沉積Ni鍍層的表面形貌及硬度[J]. 譚俊,吳迪,高玉琳,鄒渝,王遠(yuǎn)立.  裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報. 2011(04)
[5]脈沖周期和糖精添加劑對電沉積Ni鍍層微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 鄭良福,彭曉,王福會.  材料研究學(xué)報. 2010(05)
[6]銅/鎳納米多層膜脈沖電沉積法制備及沉積機(jī)理初探[J]. 朱福良,于倩倩,黃達(dá),謝建平.  材料保護(hù). 2009(06)
[7]電沉積銅/鎳納米多層膜及巨磁阻效應(yīng)[J]. 朱福良,于倩倩,黃達(dá),謝建平.  新技術(shù)新工藝. 2009(01)
[8]快速成型（RP）的原理方法及應(yīng)用[J]. 孫維峰.  機(jī)電技術(shù). 2008(03)
[9]脈沖噴射電沉積納米鎳涂層的組織與耐腐蝕性能[J]. 王東生,黃因慧,田宗軍,劉志東,朱軍.  機(jī)械工程材料. 2008(02)
[10]主要國家納米技術(shù)戰(zhàn)略研究計劃及其進(jìn)展[J]. 馮瑞華,張軍,劉清.  科技進(jìn)步與對策. 2007(09)

博士論文
[1]高密度硬盤磁頭滑塊氣浮潤滑面優(yōu)化設(shè)計及實驗研究[D]. 林晶.清華大學(xué) 2009
[2]電結(jié)晶制納米金屬多層膜及其磁性的研究[D]. 曹為民.上海大學(xué) 2009
[3]組份調(diào)制鋅基多層膜的制備及其腐蝕行為研究[D]. 費敬銀.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[4]射流電鑄快速成型納米晶銅工藝基礎(chǔ)研究[D]. 趙陽培.南京航空航天大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于三軸GMR傳感器的無線車輛檢測系統(tǒng)的研制[D]. 鄒初建.杭州電子科技大學(xué) 2014
[2]硅基底噴射電沉積銅/鈷多層膜的研究[D]. 馬云.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]多元陣列噴射電沉積制備銅/鎳多層膜及其性能研究[D]. 馬勝軍.南京航空航天大學(xué) 2012
[4]脈沖噴射電沉積納米晶鎳鍍層耐腐蝕性能研究[D]. 唐甜.湘潭大學(xué) 2006
[5]LCMO巨磁阻場效應(yīng)晶體管的非線性電子輸運特性及遷移率的研究[D]. 張燕.東南大學(xué) 2006



本文編號：3583325