PECVD氮化硅薄膜内应力试验研究.pdf

1、PECVD 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 试 验 研 究杨 景 超 ,赵 钢 ,邬 玉 亭 ,许 晓 慧(中 国 科 学 技 术 大 学 精 密 机 械 与 精 密 仪 器 系 ,安 徽 合 肥 230027)摘 要 :研 究 了 等 离 子 体 增 强 化 学 气 相 沉 积 氮 化 硅 薄 膜 的 内 应 力 。 通 过 改 变 沉 积 工 艺 参 数 ,研 究 了 射频 功 率 、 反 应 气 体 流 量 比 、 载 气 体 分 压 比 和 反 应 压 强 对 氮 化 硅 薄 膜 的 内 应 力 的 影 响 ,并 且 分 析 了 氮 化 硅 薄膜 内 应 力 的 形 成 机 制 。 制

2、 备 出 了 应 力 只 有 - 182. 4 MPa 的 低 应 力 氮 化 硅 薄 膜 。关 键 词 :氮 化 硅 薄 膜 ;内 应 力 ; PECVD中 图 分 类 号 : TB 43 文 献 标 志 码 :A氮 化 硅 薄 膜 是 一 种 物 理 、 化 学 性 能 均 非 常 优 秀的 半 导 体 薄 膜 ,具 有 高 的 介 电 常 数 、 可 靠 的 耐 热 抗 腐蚀 性 能 和 优 异 的 机 械 性 能 等 ,因 此 ,在 微 机 电 系 统 中常 被 用 作 绝 缘 层 、 表 面 钝 化 层 、 最 后 保 护 膜 和 结 构 功能 层 1 。 而 目 前 的 氮 化 硅

3、 薄 膜 沉 积 方 式 ,如 反 应 溅射 法 、 热 化 学 CVD 法 和 等 离 子 CVD 法 ,都 会 使 沉积 的 氮 化 硅 薄 膜 处 于 某 种 应 力 状 态 。 当 氮 化 硅 薄 膜处 于 过 大 的 拉 应 力 状 态 时 ,就 会 引 起 开 裂 ;处 于 过 大的 压 应 力 状 态 时 ,会 引 起 褶 皱 或 剥 落 。 这 些 应 力 问题 不 仅 会 削 弱 氮 化 硅 薄 膜 原 有 的 绝 缘 、 钝 化 、 密 封 效果 ,而 且 还 会 直 接 影 响 到 半 导 体 器 件 的 机 械 性 能 。因 此 ,在 M EMS 领 域 中 研 究 氮

4、 化 硅 薄 膜 的 应 力 问 题则 是 一 件 十 分 必 要 和 有 意 义 的 事 情 。用 等 离 子 体 增 强 化 学 气 相 沉 积 ( PECVD) 技 术制 备 的 氮 化 硅 薄 膜 ,具 有 沉 积 温 度 低 、 均 匀 性 好 、 台阶 覆 盖 性 强 的 优 点 。 本 文 采 用 PECVD 技 术 制 备 了厚 度 为 500 nm 的 氮 化 硅 薄 膜 ,通 过 试 验 探 索 了 薄膜 内 应 力 的 大 小 与 工 艺 参 数 之 间 的 关 系 ,从 而 分 析出 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 形 成 机 制 ,揭 示 出 抑 制 氮 化硅 薄

5、 膜 内 应 力 的 有 效 工 艺 途 径 。图 1 PD - 220 设 备 原 理 简 图1 试 验 方 法试 验 选 用 3 寸 p 型 晶 向 的 单 晶 硅 片 为 基片 。 氮 化 硅 薄 膜 的 沉 积 是 在 日 本 SAMCO 生 产 的 PD- 220 型 等 离 子 体 增 强 化 学 气 相 沉 积 系 统 上 进 行 的 ,设 备 原 理 参 见 图 1。 等 离 子 射 频 源 频 率 为 13. 56MHz。 样 品 采用 电 阻 式 加热 , 最 高 加 热温 度 为 400 。为 了 获 得 更 加均 匀 的 气 场 ,上 极 板 采 用 淋浴 头 型 多

6、孔 结构 。 试 验 反 应气 体 为 氩 气 稀 释 到 10 %的 硅 烷 和 纯 氨 气 ,氮 气 为 载气 体 。 X射 线 光 电 子 能 谱 ( XPS) 用 来 分 析 氮 化 硅 薄膜 的 Si/ N 含 量 比 。 用 GS6341 型 电 子 薄 膜 应 力 分 布测 试 仪 测 量 氮 化 硅 薄 膜 应 力 。 它 是 运 用 激 光 干 涉 相移 原 理 ,分 别 测 量 出 成 膜 前 后 的 基 片 曲 率 半 径 变 化 ,根 据 式 (1)计 算 得 出 薄 膜 应 力 值 。 ( x , y) = Ed2s6 (1 - ) df1R ( x , y) (1)

7、其 中 : E , 分 别 为 Si 衬 底 的 杨 氏 模 量 和 泊 松 比 ; ds ,df 分 别 为 Si 衬 底 和 氮 化 硅 薄 膜 的 厚 度 , R ( x , y) 为基 片 上 任 一 ( x , y) 点 处 的 曲 率 半 径 。 0 时 为 张 应力 , 0 时 为 压 应 力 。2 试 验 结 果 与 分 析薄 膜 内 应 力 是 由 于 晶 格 缺 陷 ,原 子 间 距 离 发 生变 化 所 导 致 的 力 。 它 与 薄 膜 的 生 长 模 式 、 成 分 、 结 构密 切 相 关 ,而 薄 膜 的 生 长 环 境 和 生 长 过 程 又 与 沉 积条 件

8、有 着 复 杂 的 联 系 。 因 此 ,在 研 究 薄 膜 内 应 力 的问 题 时 ,首 先 就 要 研 究 一 下 沉 积 工 艺 参 数 与 薄 膜 内应 力 之 间 的 关 系 。2. 1 射 频 功 率 对 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 影 响射 频 功 率 是 PECVD 最 重 要 的 工 艺 参 数 之 一 ,它 对 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 影 响 有 着 举 足 轻 重 的 作用 。 图 2 是 射 频 功 率 变 化 对 氮 化 硅 薄 膜 应 力 的 影响 。 从 图 2 和 表 1 中 可 以 看 到 ,随 着 射 频 功 率 的 依次 增 加 ,氮

9、 化 硅 薄 膜 应 力 随 之 增 大 ,且 始 终 成 压 应 力状 态 。 在 功 率 35 W 时 ,薄 膜 应 力 有 极 小 值 - 440. 6MPa。 这 是 由 于 功 率 的 增 加 使 得 真 空 腔 中 单 位 体 积表 1 不 同 射 频 功 率 时 氮 化 硅 薄 膜 的 内 应 力RF 功 率 / W 沉 积 速 率 / nm min - 1 应 力 / MPa35 19 - 440. 660 22 - 507. 8100 28 - 522. 3200 28 - 622. 5注 :Si H4/ N H3 : 71/ 7 ,压 力 :100 Pa ,温 度 :300

10、 77 新 技 术 新 工 艺 热 加 工 工 艺 技 术 与 材 料 研 究 2008 年 第 1 期内 的 电 子 的 平 均 能 量 提 高 2 ,而 等 离 子 体 中 电 子 的能 量 是 服 从 麦 克 斯 韦 分 布 的 ,随 着 电 子 能 量 的 增 加 ,则 会 引 起 表 示 电 子 平 均 能 量 的 麦 克 斯 韦 分 布 曲 线 3 前 趋 ,即 电 子 主 要 能 量 部 分 将 向 较 高 电 子 能 量 处 分布 ,跨 越 激 活 和 电 离 阀 值 的 高 能 电 子 数 增 加 ,这 样 就会 使 得 等 离 子 中 反 应 活 性 粒 子 数 增 加 ,

11、携 带 能 量 提高 425 。 等 离 子 中 反 应 活 性 粒 子 数 增 加 了 ,自 然 会 引起 沉 积 速 率 的 增 大 6 。 等 离 子 中 粒 子 携 带 能 量 提高 ,会 造 成 离 子 轰 击 效 应 7 。 功 率 越 大 ,离 子 轰 击 效应 越 严 重 ,所 以 薄 膜 成 压 应 力 状 态 ,且 随 着 功 率 的 增加 ,应 力 随 之 增 大 。 在 低 功 率 (小 于 80 W) 8 时 ,离子 轰 击 效 应 不 显 著 ,薄 膜 生 长 是 造 成 内 应 力 的 主 要原 因 。 然 而 随 着 功 率 的 增 加 ,薄 膜 沉 积 速 率

12、 随 之 提高 ,过 大 的 薄 膜 沉 积 速 率 ,会 造 成 到 达 基 片 表 面 的 粒子 还 没 有 足 够 的 时 间 进 行 规 则 排 列 就 被 后 续 到 达 的粒 子 所 覆 盖 ,粒 子 与 粒 子 之 间 的 挤 压 ,使 得 薄 膜 呈 压应 力 状 态 。 并 且 随 着 功 率 的 进 一 步 增 加 ,压 应 力 呈图 2 射 频 功 率 变 化 对 氮 化 硅 薄 膜 内应 力 和 沉 积 速 率 的 影 响现 的 状 态越 显 著 。当 射 频 功率 继 续 增加 时 ,氮 化硅 薄 膜 应力 则 是 薄膜 快 速 生长 和 离 子轰 击 效 应的 综

13、合 结 果 。 此 时 ,应 力 会 进 一 步 增 大 。 当 功 率 增加 到 200 W 时 ,氮 化 硅 薄 膜 应 力 则 主 要 是 离 子 轰 击效 应 的 结 果 。 因 为 在 整 个 反 应 过 程 中 N H3 分 压 较低 ,当 功 率 100 W 时 ,粒 子 激 活 率 已 达 到 饱 和 状 态 ,随 着 功 率 的 持 续 增 加 ,出 现 了 沉 积 速 率 饱 和 的 现 象 。所 以 ,这 时 薄 膜 应 力 的 变 化 主 要 是 离 子 轰 击 的 结 果 。功 率 对 等 离 子 状 态 的 影 响 在 一 些 文 献 中 也 有证 实 9210 。

14、表 2 不 同 Si H4与 N H4的 流 量 比 下 氮 化 硅 薄 膜 的 内 应 力Si H4/ N H3 沉 积 速 率 / nm min - 1 Si/ N 应 力 / MPa0. 125 10 0. 70 - 344. 00. 25 12 0. 83 - 386. 90. 5 13 0. 94 - 434. 11 16 1. 11 - 491. 5注 :RF 功 率 :35 W ,压 力 :100 Pa ,温 度 :300 2. 2 反 应 气 体 流 量 比 对 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 影 响在 沉 积 氮 化 硅 薄 膜 的 过 程 中 ,反 应 气 体 Si H

15、4与N H4的 流 量 比 是 影 响 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 重 要 因素 。 图 3 是 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 与 Si H4 / N H4流 量 比的 关 系 曲 线 ,此 时 射 频 功 率 、 反 应 压 强 、 载 气 体 分 压比 和 沉 积 温 度 均 保 持 不 变 。 从 图 3 和 表 2 中 可 以 看到 ,在 整 个 Si H4 / N H4流 量 比 变 化 的 过 程 中 ,氮 化 硅薄 膜 内 应 力 始 终 成 压 应 力 状 态 ,且 随 着 Si H4 / N H4流 量 比 的 逐 渐 增 大 ,应 力 随 之 增 加 。 在 Si

16、 H4 / N H4图 3 反 应 气 体 的 流 量 比 变 化 对 氮 化 硅薄 膜 内 应 力 与 沉 积 速 率 的 影 响流 量 比 为01125 时 ,氮 化 硅 薄膜 内 应 力有 一 个 极小 值 为 -344. 0MPa。 此外 ,氮 化 硅薄 膜 的 沉图 4 氮 化 硅 薄 膜 中 Si/ N 原 子 比与 气 体 流 量 比 的 关 系积 速 率 也 随Si H4 / N H4流 量 比 的 增加 ,成 单 调 变化 。 图 4 是氮 化 硅 薄 膜中 Si/ N 原 子比 与 气 体 流量 比 的 关 系曲 线 。 随 着Si H4 / N H4流 量 比 的 增 加

17、 ,氮 化 硅 薄 膜 中 Si/ N 原 子 比 逐 渐 增加 。 当 Si H4 / N H4 流 量 比 大 于 0. 4 ,即 薄 膜 中 Si/ N原 子 比 超 过 0. 9 时 ,薄 膜 呈 富 Si 态 ; Si H4 / N H4流 量比 在 0. 1 0. 2 时 ,薄 膜 中 Si/ N 原 子 比 为 0170185 ,最 接 近 于 氮 化 硅 薄 膜 标 准 化 学 计 量 比 ,从 图 3中 可 以 看 到 ,此 时 氮 化 硅 薄 膜 有 较 小 内 应 力 。 这 是由 于 氮 化 硅 薄 膜 中 Si、 N 原 子 含 量 影 响 的 结 果 11 。当 氮

18、 化 硅 薄 膜 的 结 构 致 密 且 无 冗 余 的 Si 或 N 原 子时 ,薄 膜 内 应 力 很 小 ,如 同 体 型 氮 化 硅 材 料 。 当 薄 膜的 缺 陷 或 空 洞 较 多 时 ,富 裕 的 Si 或 N 原 子 就 会 填 充到 空 洞 中 ,对 空 洞 周 围 的 薄 膜 分 子 产 生 挤 压 力 ,致 使薄 膜 呈 现 压 应 力 状 态 。 所 以 ,选 择 合 适 的 沉 积 工 艺条 件 制 作 出 接 近 标 准 化 学 计 量 比 的 氮 化 硅 薄 膜 ,就可 以 到 达 减 小 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 目 的 。2. 3 载 气 体 N2

19、分 压 对 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 影 响载 气 体 N2虽 然 同 反 应 气 体 一 道 被 引 入 到 真 空腔 中 ,但 它 并 没 有 参 与 活 化 粒 子 反 应 ,而 是 在 等 离 子场 中 吸 收 能 量 处 于 亚 稳 态 。 适 量 的 N2流 量 ,可 以 起到 调 节 电 子 的 能 量 状 态 ,活 化 反 应 粒 子 ,使 反 应 气 体能 更 完 全 地 分 解 12 的 作 用 。87 新 技 术 新 工 艺 热 加 工 工 艺 技 术 与 材 料 研 究 2008 年 第 1 期表 3 不 同 N2的 流 量 下 氮 化 硅 薄 膜 的 内 应

20、 力N2/ sccm 沉 积 速 率 / nm min - 1 应 力 / MPa200 10 - 716. 6300 10 - 636. 2400 11 - 308. 0537 9 - 344. 0注 :RF 功 率 :35 W ,压 力 :100 Pa ,温 度 :300 ,Si H4/ N H3 :47/ 80图 5 N2流 量 对 氮 化 硅 薄 膜 内应 力 与 沉 积 速 率 的 影 响图 5是 载 气 体N2 流 量 变化 对 氮 化硅 薄 膜 应力 的 影 响 。从 图 5 和 表3 中 我 们 可以 看 到 ,在整 个 N2 分压 变 化 的 过 程 中 ,氮 化 硅 薄 膜

21、 内 应 力 始 终 成 压 应 力状 态 ,且 随 着 载 气 体 N2 分 压 的 依 次 增 加 ,薄 膜 应 力先 减 小 后 增 大 ,在 N2流 量 为 400 sccm 时 ,应 力 达 到极 小 值 - 308. 0 MPa。 这 是 因 为 N2 分 压 的 变 化 引起 了 真 空 腔 中 单 位 体 积 内 的 电 子 与 反 应 粒 子 间 的 碰撞 机 率 和 等 离 子 中 的 活 性 粒 子 数 发 生 了 变 化 。 当N2分 压 适 当 提 高 时 ,电 子 与 反 应 粒 子 的 碰 撞 机 率 就会 减 小 ,电 子 能 量 更 多 地 传 递 给 了 载

22、 气 体 N2 ,这 样就 会 使 得 空 间 生 长 机 理 12 在 整 个 反 应 淀 积 过 程 中占 主 要 位 置 , 从 而 可 达 到 减 小 薄 膜 应 力 的 目 的 。 然而 当 载 气 体 N2分 压 相 对 过 高 时 ,氮 核 与 基 片 频 繁 碰撞 所 引 入 的 能 量 交 换 就 变 得 不 可 忽 略 ,从 而 会 造 成薄 膜 应 力 的 再 次 回 升 。 所 以 ,在 N2流 量 由 小 变 大 的过 程 中 ,氮 化 硅 薄 膜 应 力 存 在 一 个 极 小 值 。 当 N2流量 较 小 时 ,等 离 子 体 中 活 性 粒 子 的 携 带 能

23、相 对 较 大 ,此 时 不 仅 存 在 着 离 子 轰 击 效 应 ,而 且 整 个 反 应 淀 积过 程 中 基 片 生 长 机 理 占 主 要 位 置 ,所 以 在 低 N2流 量情 况 下 ,氮 化 硅 薄 膜 应 力 主 要 是 离 子 轰 击 效 应 和 基片 参 与 粒 子 能 量 交 换 的 结 果 。 在 N2流 量 从 400 sc2cm 到 537 sccm 变 化 时 ,氮 核 与 基 片 的 频 繁 碰 撞 所引 入 的 能 量 交 换 变 得 更 加 显 著 ,是 造 成 薄 膜 应 力 回升 的 主 要 原 因 。 所 以 ,在 流 量 537 sccm 时 ,氮

24、 化 硅薄 膜 应 力 再 次 增 大 。表 4 不 同 反 应 压 强 时 氮 化 硅 薄 膜 的 内 应 力压 力 / Pa 沉 积 速 率 / nm min - 1 应 力 / MPa80 9 - 424. 490 10 - 407. 595 11 - 182. 4100 11 - 308. 0110 13 - 519. 6注 :RF 功 率 :35 w ,Si H4/ N H3 :47/ 80 ,N2 :400 sccm ,温 度 :300 2. 4 反 应 压 强 对 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 影 响反 应 压 强 通 常 是 要 保 证 等 离 子 在 真 空 腔 中 能

25、 维持 稳 定 的 辉 光 放 电 13 。 它 对 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的影 响 主 要 是 通 过 碰 撞 频 率 rm 来 表 现 的 。 真 空 腔 内粒 子 碰 撞 频 率 rm与 反 应 压 强 成 单 调 变 化 14 。图 6 反 应 压 强 对 氮 化 硅 薄 膜应 力 与 沉 积 速 率 的 影 响图 6是 反 应 压强 变 化 对氮 化 硅 薄膜 应 力 的影 响 。 从图 6 和 表4 中 可 以看 到 , 随着 反 应 压强 的 逐 渐增 大 ,氮 化 硅 薄 膜 应 力 是 先 减 小 后 增 大 ,在 反 应 压 强为 95 Pa 时 ,薄 膜 应 力

26、 达 到 最 小 值 - 182. 4 MPa。这 是 由 于 反 应 压 强 较 低 时 ,真 空 腔 中 单 位 体 积 内 的电 子 碰 撞 频 率 rm则 较 小 ,电 子 能 量 会 向 较 高 能 量 处分 布 ,跨 越 激 活 和 电 离 阀 值 的 高 能 电 子 数 就 会 增 加 ,这 样 就 会 使 得 等 离 子 中 活 性 粒 子 的 携 带 能 量 提 高 ,容 易 造 成 离 子 轰 击 效 应 。 所 以 ,在 低 反 应 压 强 下 氮化 硅 薄 膜 应 力 较 大 。 随 着 反 应 压 强 的 继 续 提 高 ,电子 碰 撞 频 率 rm会 适 当 地 增

27、 大 ,粒 子 携 带 能 量 就 会 减小 ,离 子 轰 击 效 应 就 会 被 削 弱 ,薄 膜 应 力 将 会 变 小 。当 真 空 腔 内 压 强 过 高 时 ,单 位 体 积 内 的 电 子 、 粒 子 碰撞 频 率 rm将 变 得 更 大 ,沉 积 速 率 增 大 的 影 响 和 基 片与 粒 子 之 间 频 繁 碰 撞 能 量 交 换 的 影 响 则 不 能 忽 略 ,氮 化 硅 薄 膜 应 力 将 会 出 现 再 次 增 加 。3 结 语通 过 研 究 等 离 子 体 增 强 化 学 气 相 沉 积 氮 化 硅 薄膜 内 应 力 与 沉 积 工 艺 参 数 之 间 关 系 ,可

28、 以 得 到 以 下结 论 。1) 射 频 功 率 与 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 呈 单 调 关 系 。功 率 越 大 ,等 离 子 体 中 粒 子 携 带 能 量 越 高 ,越 易 造 成离 子 轰 击 效 应 。2) 反 应 气 体 Si H4与 N H4比 对 氮 化 硅 薄 膜 内 应力 的 影 响 主 要 是 通 过 薄 膜 中 富 裕 的 Si 或 N 原 子 来影 响 的 。 当 选 择 合 适 的 工 艺 条 件 ,制 作 出 接 近 标 准化 学 计 量 比 ( Si/ N :0. 75) 时 ,氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 则最 小 。3) 载 气 体 N2分 压

29、对 氮 化 硅 薄 膜 内 应 力 的 影 响主 要 是 通 过 调 节 等 离 子 中 粒 子 能 量 状 态 来 起 作 用的 。 当 引 入 适 量 的 N2时 ,不 仅 可 以 促 使 反 应 气 体 能97 新 技 术 新 工 艺 热 加 工 工 艺 技 术 与 材 料 研 究 2008 年 第 1 期更 完 全 地 分 解 ,而 且 还 会 使 得 空 间 生 长 机 理 就 占 优势 , 从 而 达 到 减 小 薄 膜 应 力 的 目 的 。4) 反 应 压 强 是 通 过 碰 撞 频 率 来 调 节 氮 化 硅 薄膜 内 应 力 的 。 压 强 越 低 ,等 离 子 体 中 粒

30、 子 携 带 能 量越 高 ,越 易 造 成 离 子 轰 击 效 应 。 压 强 越 大 ,沉 积 速 率增 大 和 基 片 与 粒 子 之 间 频 繁 碰 撞 能 量 交 换 的 影 响 越显 著 ,会 造 成 薄 膜 应 力 的 增 加 。 只 有 适 当 的 压 强 ,才会 获 得 较 小 的 薄 膜 应 力 。参 考 文 献 1 Han G C , L uo P , Li K B. Growth and characterizationof silicon nitride films on various underlying materials J .Appl. Phys. A ,2

31、002 ,74 :2432247. 2 XU Shuhua ,REN Zhaoxing. Measure ment of plasma pa2rameters in rf - biased ECR - PECVD J . Nuclear Fusionand Plasma Physics , Mar. , 2004 , 24 (1) :63266.3 Polka L . Kinetic modeling of low_pressure nitrogen dis2charges and post - discharges J . Pure and Appl. Chem. ,1974 ,39 :30

32、7.4 Chapman B. Glow discharge processes M . New York :John Wiley 培 训 技 术 员 ,保 证 产 品 达 到 国 际 水 平 ; 负 责 销 售 全 部 产 品 ,提 供销 售 渠 道 ; 负 责 提 供 介 绍 原 材 料 ; 协 助 购 买 设 备 ,接 产 单 位 自 行 定 购 ; 可 转 让 或 合 作 ,有 资 料 备 索 ,欢 迎 有 条 件 的 单位 、 个 人 前 来 考 察 洽 谈 。 另 有 微 细 电 磁 漆 包 线 等 生 产 项 目 。合 肥 市 恒 光 金 属 材 料 开 发 有 限 公 司 邮 编

33、 :230009合 肥 市 工 业 大 学 电 子 城 1 号 楼 303 室 (屯 溪 路 193 号 )联 系 电 话 :0551 - 2905286 手 机 :13075546999传 真 :0551 - 2905220 联 系 人 :陈 健08 新 技 术 新 工 艺 热 加 工 工 艺 技 术 与 材 料 研 究 2008 年 第 1 期bout 8 nm after milling 40 hours.Key words : NdFeB alloy , nanocrystalline , ball milling , me2chanical alloyingCavitation Er

34、osion Resistance of Cast Iron CylinderLiner Surface Remelted by Plasma JetYU Shengwang1 ,L I Huiqi1 ,2 , CH EN Xiang1 , WAN G Feif2ei1 ,SUN Yuzong1 (1. College of Materials Science and Engi2neering , Shandong University of Science and Technology ,Qingdao 266510 , China ; 2. College of Materials Scie

35、nce andEngineering , University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083 ,China)Abstract : The surface of boron cast iron cylinder liner wasremelted by plasma jet remelting equipment. Microstructure ,cavitation erosion resistance and surface morphology aftercavitation erosion of the untreat

36、ed sample , the remelted byplasma jet and the treated by nitriding were observed andmeasured by optical microscope , scanning electron micro2scope ,ultrasonic oscillation magnetostriction strain gage andanalytical balance etc. The results show that the cavitation e2rosion resistance of the boron cas

37、t iron cylinder liner samplewhich is remelted by plasma jet is 4. 48 times of the untreat2ed while the treated by nitriding is 1. 36 times. Moreover ,with the prolonging of cavitation erosion time the superiorityof the cavitation erosion resistance of sample remelted byplasma jet is even more obviou

38、s.Key words : plasma jet surface remelting ,cylinder liner ,cavi2tation erosion ,microstructureCharacteristics of Temperature Rising of ManganeseCarbonate Fines Containing Coal by MicrowaveHeatingPAN Xiaojuan ,CH EN Jin ,ZHAN G Meng ,ZHAO Jing (Col2lege of Materials Science and Engineering , Taiyuan

39、 Universi2ty of Technology , Taiyuan 030024 ,China)Abstract :The storage of manganese carbonate ore is abun2dant in our country ,but they are the low2grade and difficultto recover and refine. Based on the treatment of manganesecarbonate ore by microwave heating , the characteristics oftemperature ri

40、sing of manganese carbonate fines containingcoal by microwave heating are researched. The results showthat , manganese carbonate fines containing coal have goodcharacteristics of microwave heating ,and are better than an2thracite fines. Under the situation that the certain microwaveheat power ,mater

41、ial mass and go together with a carbon rati2o (C :O = 1. 2) ,the heating rate of manganese carbonate finescontaining coal by microwave is 71. 43 / min ,47. 83 / min ,and 57. 14 / min at 1000 ,1100 ,and 1200 ,respective2ly. The temperature rising process of mixture in the micro2wave field all can be

42、divided into three stages. The secondstage is the main stage ,and the relation between temperatureand time is linear ( T = at + b) . The temperature rising rate ofmanganese carbonate fines containing coal in microwave fieldis mainly dependent upon its own characteristics and absorp2tive to microwave

43、. The influence of the containing coal ratiois not very greatly.Key words : microwave heating , manganese carbonate finescontaining coal ,characteristics of temperature risingResearch on Wear Resistance of Thermo2chemicalReaction Flame Spraying Ceramic Coatings onAZ91DMA Zhuang ,QU Wenchao ,L I Zhic

44、hao (Dept of Material ,Li2aoning Technical University ,Fuxin 123000 ,China)Abstract : Ceramic coatings ( Al2 O3 + TiO2 + SiO2 + ZnO +Al) was produced by flame spraying on the surface of mag2nesium alloy AZ91D ,In the process of flame spraying accom2panied by a thermo2chemical reaction ,MgSiO4 、 MgAl

45、2 O4 andso on were found in the coatings by X2ray analysis. The testsshow that the wear resistant of ceramic coatings thermo2chemical reaction is better than that of common ceramic coat2ings.Key words : AZ91D ,ceramic coatings ,thermo2chemical reac2tion ,wear resistantStudy on the Recycling of Domes

46、tic Brake AssemblysRotors of Boeing 737 AirplaneDUAN Wenjun , YUAN Guozhou ( Research Institutes forPowder Metallurgy Central South University , Changsha410083 ,China)Abstract : Appearance of rotor is inspected after more than600 times lift. The test of mechanical properties and observa2tion and ana

47、lysis of metallurgical structure for key spares ofrotor are made under worst working condition. The compari2son of domestic rotor on appearance , size , weight , hardnessand metallurgical structure is made. The results show thatafter first life cycle ,the weight ,thickness and hardness of ro2tor are

48、 descreased slightly ,but there is no change in the mi2crostructure of the rotor. So according to the concerned guideon the repairing of brake assemblys rotor of Boeing 737 air2plane ,these rotors can be repaired. Thus ,the domestic brakeassemblys rotor of Boeing 737 airplane can be recycled afterte

49、sting and repairing slightly , this will bring economic andsocietal benefits for us.Key words : recycle , rotor , airplane brake assembly , Boeing737 airplaneExperimental Study of the Internal Stress of SiliconNitride Films Deposited by PECVDYAN G Jingchao , ZHAO Gang , WU Yuting , XU Xiaohui(Dept. of Precision Machinery & Precision Instrumentation ,USTC , Hefei 230027 ,China)Abstract : The Internal Stress on silicon nit