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《东北大学》 2006年
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rf PECVD法在不锈钢表面沉积类金刚石碳膜的性能研究

张艳  
【摘要】:本论文探讨了利用射频等离子体增强化学气相沉积(rf PECVD)技术以CH_4、H_2为气源,Ar为稀释气体,在不锈钢、玻璃等基底上制备大面积类金刚石碳膜(Diamond-like Carbon,简称DLC)。并对所制备的DLC碳膜采用拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等研究手段对样品的形貌和结构进行表征;利用纳米显微硬度计和摩擦磨损试验机对DLC碳膜的机械和摩擦学特性进行了研究,得到了摩擦性能随沉积参数和实验条件的变化规律,对DLC碳膜的自润滑机制和磨损机理进行了探索。 研究结果表明,采用射频等离子体增强化学气相沉积方法,可以在不锈钢表面沉积一定厚度的DLC碳膜,但是由于薄膜与基材之间存在较大的内应力,薄膜牢度较小,易剥落,且不耐磨。我们用旋转磁控电弧离子镀技术,在不锈钢金属表面先制备了Ti/TiC、Ti/TiN等中间过渡层,然后再用射频等离子体化学气相沉积(rf PEVCD)方法在过渡层上制备了DLC薄膜,发现所制备的DLC碳膜的附着牢度、摩擦性能、硬度均有很大提高。 SEM分析发现薄膜由均匀的颗粒组成,薄膜与基体结合良好,没有出现开裂、分离的情况。 拉曼光谱(Raman)、x射线光电子能谱(XPS)、纳米压痕仪测试表明,实验参数不同,DLC膜的成分结构及性质都有所变化,含sp~3杂化较多的DLC膜的硬度比较大。 样片在H_2SO_4、HCl、HNO_3、KCl、KOH、丙酮、乙醇等酸、碱、盐及有机溶液中长时间浸泡,未发现有腐蚀斑或脱膜现象,表明类金刚石薄膜具有较好的表面致密性和良好的化学惰性。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.2

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