rf PECVD法在不锈钢表面沉积类金刚石碳膜的性能研究

摘要

本论文探讨了利用射频等离子体增强化学气相沉积技术以CH4、H2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(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。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(rfPEVCD)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sp3杂化较多的DLC膜的硬度比较大。 样片在H2SO4、HCl、HNO3、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。

目录

文摘

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第一章 绪论

第二章 rf PECVD法制备类金刚石薄膜

第三章 类金刚石碳膜的表征

第四章 DLC膜的机械性能及摩擦学特性

第五章 结论

参考文献

致谢

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