Cr含量对掺铬类石墨膜的力学和摩擦学性能的影响

摘要

采用非平衡磁控溅射离子镀技术制备了一组不同Cr含量的掺铬类石墨非晶碳膜.测量了薄膜的硬度、内应力以及干摩擦条件下的摩擦系数和比磨损率,利用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微术(SEM)分析了薄膜的成分和表面形貌.实验结果表明,掺铬类石墨膜的力学和摩擦学性能均强烈地受到薄膜Cr含量的影响.掺杂铬对类石墨膜具有显著的去应力和软化作用.适量铬的加入不仅能进一步改善这种非晶碳膜的磨擦学性能,而且也有助于降低它的表面粗糙度并提高其致密性.分析结果表明,掺铬类石墨膜的力学和摩擦学性能随着Cr含量增大的变化趋势与薄膜中碳的价键结构演变存在着明显的相关性.