收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

非氢类金刚石和非氢掺Si类金刚石碳膜的制备及性能研究

张贺勇  
【摘要】:适量Si掺杂的类金刚石碳膜,其摩擦系数不受环境湿度的影响,但是目前Si的掺入通常是由含Si的气体引入的,这样不但降低了薄膜的强度,对环境也有一定的污染,因此本文先采用非平衡磁控溅射法以石墨靶制备了非氢类金刚石碳膜,然后采用优化工艺通过溅射石墨靶与SiC靶的方法制备了掺Si的非氢类金刚石碳膜。利用X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱仪对膜层成分、结构进行分析,采用努氏显微硬度计、纳米硬度计、划痕仪、摩擦磨损实验机评价薄膜的力学性能与摩擦学性能。研究结果如下: 随着沉积气压的升高,类金刚石碳膜中sp~3键的相对含量减少,膜/基结合力略微增大,纳米硬度和弹性模量逐渐减小,摩擦系数减小;随着基体负偏压的增加,薄膜中sp~3键的相对含量增加,膜/基结合力减小,纳米硬度和弹性模量逐渐增大,摩擦系数先增大后减小。滑动线速度对薄膜的摩擦系数影响较小,而法向载荷和环境湿度的影响较大,摩擦系数随着法向载荷的增加而减小,湿度较低时薄膜的摩擦系数较大,而湿度升高时薄膜的摩擦系数反而降低。 随着SiC靶功率密度的增加,掺Si类金刚石碳膜中sp~3键的相对含量逐渐增加,薄膜的纳米硬度与弹性模量先增加后减小,SiC靶功率密度为1.37W/cm~2时薄膜的硬度与弹性模量最大,但是Si元素的掺入并没有提高薄膜与钢基体的结合力。环境湿度为40%左右时,Si元素的掺入能够将薄膜的摩擦系数从0.277降低至0.066,Si的掺杂量越高,薄膜的摩擦系数越低,但是磨损率越高;环境湿度为70%左右时,Si元素含量对薄膜的摩擦系数影响很小,摩擦系数保持在0.146~0.168之间。SiC靶功率密度为0.07W/cm~2(Si含量为3.61at.%)时,环境湿度对薄膜的摩擦系数影响很小。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 宋权;类金刚石碳膜及其在仪表元件上的应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1990年02期
2 闻荻江,沈风雷,王红卫;钛合金表面液相电解类金刚石碳膜的摩擦磨损性能[J];摩擦学学报;2005年03期
3 陈平;;类金刚石碳膜的表征[J];材料导报;1988年18期
4 夏立芳,李光,马南;类金刚石碳膜的热稳定性[J];材料科学与工艺;2000年04期
5 岳锡华,孙健,康向阳;射频辉光放电法沉积类金刚石碳膜[J];北京航空航天大学学报;1991年02期
6 贺小明,李文治,李恒德;类金刚石碳膜的结构特性与耐磨性能[J];真空科学与技术学报;1994年01期
7 程宇航,吴一平,陈建国,乔学亮,谢长生;类金刚石碳膜的制备工艺[J];功能材料;1998年01期
8 刘江龙,邹至荣;金刚石薄膜材料的研制进展[J];材料导报;1991年06期
9 李刘合,武咏琴,崔旭明,张海泉,张彦华,夏立芳,朱剑豪;真空阴极弧离子镀类金刚石碳膜Raman光谱研究[J];金属学报;2004年02期
10 柳翠,苟伟,牟宗信,李国卿;钛离子注入类金刚石碳膜的结构与性能的研究[J];功能材料;2005年02期
11 黄立业,徐可为,吕坚;类金刚石碳膜在纳米划擦过程中的弹-塑性变形及断裂机制分析[J];金属学报;2001年07期
12 柳翠,李国卿,张成武,李新;非平衡磁控溅射类金刚石碳膜的性能[J];材料研究学报;2004年02期
13 李明;蔺增;巴德纯;张海鸣;;不锈钢基体预处理对合成类金刚石碳膜的影响[J];真空;2006年05期
14 王和照;;类金刚石碳膜的制备及其应用[J];新技术新工艺;1990年05期
15 蔺增;巴德纯;杨乃恒;;等离子体化学气相沉积类金刚石碳膜的特性及应用[J];真空;2006年03期
16 路丹花;杜颖颖;赵晓慧;张娟;张树永;;溶剂热电化学还原氯仿制备类金刚石碳膜的研究[J];化学学报;2010年22期
17 杨伟毅,龚文宪;类金刚石碳膜的微结构与光学特性[J];南京理工大学学报(自然科学版);1992年05期
18 杜军,何家文;类石墨碳膜的制备及其与类金刚石碳膜的区分[J];中国表面工程;2005年04期
19 徐锦芬,方嘉宝;真空沉积碳膜的制备及其性能[J];摩擦学学报;1986年03期
20 罗建军;孙志国;马麟;唐光泽;;等离子体基离子注入沉积DLC膜的划擦行为[J];金属热处理;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 关磊;;类金刚石碳膜的制备与应用[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
2 郑军;周晖;万志华;桑瑞鹏;;C_2H_2气体流量对非平衡磁控溅射沉积类金刚石碳膜性能影响研究[A];第三届空间材料及其应用技术学术交流会论文集[C];2011年
3 杨拉毛草;周晖;郑军;桑瑞鹏;万志华;;偏压对掺钨含氢类金刚石碳膜摩擦学性能的影响[A];第三届空间材料及其应用技术学术交流会论文集[C];2011年
4 阎兴斌;徐洮;杨生荣;陈淼;;电化学沉积DLC薄膜的摩擦学特性研究[A];第七届全国摩擦学大会论文集(二)[C];2002年
5 蔺增;巴德纯;杨乃恒;;等离子体化学气相沉积类金刚石碳膜的特性及应用[A];2005'全国真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2005年
6 吉利;李红轩;赵飞;陈建敏;周惠娣;;不锈钢基体上制备超润滑类金刚石碳膜[A];TFC'07全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2007年
7 王鹏;陈友明;张广安;刘维民;张俊彦;;Ti掺杂DLC薄膜的制备及其结构研究[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
8 王鹏;陈友明;张广安;刘维民;张俊彦;;Ti掺杂DLC薄膜的制备及其摩擦学性能研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
9 王鹏;陈友明;张广安;刘维民;张俊彦;;Ti掺杂DLC薄膜的制备及其结构研究[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
10 楚信谱;苟伟;李国卿;柳翠;;射频辉光放电自偏压对类金刚石碳膜结构和性能的影响[A];全国薄膜技术学术研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 柳翠;类金刚石碳膜制备工艺及掺杂性能研究[D];大连理工大学;2006年
2 徐鸣;离子注入对DLC膜基的改性研究[D];上海交通大学;2007年
3 胡亚威;TiC/a-C:H薄膜的制备及性能研究[D];上海交通大学;2007年
4 梁兴勃;硅基纳米金刚石膜生长及其发光器件[D];浙江大学;2008年
5 李明;利用rf-PECVD方法在不同基底上制备DLC膜的实验研究[D];东北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张贺勇;非氢类金刚石和非氢掺Si类金刚石碳膜的制备及性能研究[D];华南理工大学;2011年
2 宁振武;非碳化物金属掺杂改善类金刚石碳膜韧性[D];中国地质大学(北京);2014年
3 商孟香;类金刚石碳膜材料的制备及其应用的初步研究[D];吉林大学;2008年
4 王亚军;中频等离子体气相沉积类金刚石碳膜及其摩擦性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 刘兴华;高光洁度类金刚石碳膜的制备与性能研究[D];重庆大学;2008年
6 孙刚;微感应耦合等离子体源生长碳膜及其结构研究[D];苏州大学;2008年
7 张艳;rf PECVD法在不锈钢表面沉积类金刚石碳膜的性能研究[D];东北大学;2006年
8 黄聿杰;类金刚石碳膜的制备工艺及其与金、银纳米构型的LSPR界面研究[D];山东大学;2012年
9 楚信谱;等离子体增强化学气相沉积DLC膜的研究[D];大连理工大学;2007年
10 汪俊;细长不锈钢管内表面沉积的类金刚石碳膜性能研究[D];大连理工大学;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978